便座又は便蓋の電動開閉装置
【課題】便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる電動開閉装置を提供する。
【解決手段】モータ７２１の回転量または減速された回転量を検知する回転量検知部７２４と、モータ７２１からみて回転量検知部７２４よりも下段側に設けられ、回転量検知部７２４が設けられた部分よりも減速された部分の回転角度を検知する角度検知部７２５と、角度検知部７２５により検知された回転角度に基づいて、予め定められた通電量をモータ７２１に供給し便座または便蓋の開動作及び閉動作の少なくともいずれかを実行させる制御部とを備え、制御部は、角度検知部７２５により検知された回転角度と、回転量検知部７２４により検知された回転量との関係に変化が生ずると、変化の量に基づいて検知された回転角度を補正し、補正後の回転角度に基づいて、予め定められた通電量をモータ７２１に供給する。
【解決手段】モータ７２１の回転量または減速された回転量を検知する回転量検知部７２４と、モータ７２１からみて回転量検知部７２４よりも下段側に設けられ、回転量検知部７２４が設けられた部分よりも減速された部分の回転角度を検知する角度検知部７２５と、角度検知部７２５により検知された回転角度に基づいて、予め定められた通電量をモータ７２１に供給し便座または便蓋の開動作及び閉動作の少なくともいずれかを実行させる制御部とを備え、制御部は、角度検知部７２５により検知された回転角度と、回転量検知部７２４により検知された回転量との関係に変化が生ずると、変化の量に基づいて検知された回転角度を補正し、補正後の回転角度に基づいて、予め定められた通電量をモータ７２１に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、便座又は便蓋の電動開閉装置に関し、具体的にはモータなどの駆動装置により便座および便蓋をそれぞれ電動開閉可能な便座又は便蓋の電動開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばモータなどの駆動装置により、便座および便蓋をそれぞれ電動開閉することができる電動開閉装置がある。これによれば、使用者は、例えば操作ボタンを操作することにより便座や便蓋を開閉させることができる。あるいは、入室センサがトイレ室内における使用者の有無を検知することにより、電動開閉装置は便座や便蓋を開閉させることができる。そのため、手で便座や便蓋を開閉させなくとも、電動により便座や便蓋を開閉させることができるため便利である。
【０００３】
このような便座または便蓋の電動開閉装置において、便座および便蓋の開閉位置を検知し、便座および便蓋の開閉位置に対応した所定の速度で便座および便蓋を開閉させるためのフィードバック制御を行う便座・便蓋開閉装置がある（特許文献１）。また、便座または便蓋の負荷トルクにより駆動モータの駆動量を変化させる便座又は便蓋の電動開閉装置がある（特許文献２）。特許文献１および２に記載された開閉装置によれば、便座および便蓋の開閉速度の変化を防止したり吸収したりすることができ、便座や便蓋をスムーズにあるいは安定的に開閉させることができる。
【０００４】
しかしながら、例えば、便座や便蓋の内部に断熱材を内蔵させたりすることにより便座や便蓋の荷重が大きくなると、モータなどの回転を便座や便蓋に伝える回転軸からみて便座や便蓋が変形する場合がある。あるいは、開閉装置による開閉を長年にわたって繰り返すことにより、回転軸からみて便座や便蓋が変形したり、回転軸からみた便座や便蓋の位置が変化する場合がある。そうすると、便座や便蓋の開閉位置の検知にずれが生じるため、便座や便蓋を安定的に開閉することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１５６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１８０６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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、便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる電動開閉装置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】
第１の発明は、モータと、前記モータの回転を便座または便蓋に伝達し、前記便座または前記便蓋を開閉する回転軸と、前記モータの回転量または減速された回転量を検知する回転量検知部と、前記モータからみて前記回転量検知部よりも下段側に設けられ、前記回転量検知部が設けられた部分よりも減速された部分の回転角度を検知する角度検知部と、前記角度検知部により検知された回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給し前記便座または便蓋の開動作及び閉動作の少なくともいずれかを実行させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記角度検知部により検知された回転角度と、前記回転量検知部により検知された回転量と、の関係に変化が生ずると、前記変化の量に基づいて前記検知された回転角度を補正し、前記補正後の前記回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置である。 この便座又は便蓋の電動開閉装置によれば、回転軸からみて便座または便蓋が変形し、回転軸と便座または便蓋との位置関係が初期状態から変化した場合であっても、制御部は、その変化に基づいて角度検知部によって検知された前記回転角度を補正し、回転軸と便座または便蓋との位置関係を補正することができる。そのため、便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、初期状態における前記回転角度と前記回転量とを関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記回転角度および前記回転量と、前記モータが回転した際に前記角度検知部により検知された回転角度および前記回転量検知部により検知された回転量と、を比較することにより前記変化量を算出することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置である。
この便座又は便蓋の電動開閉装置によれば、回転軸からみて便座または便蓋が変形し、回転軸と便座または便蓋との位置関係が初期状態から変化した場合であっても、制御部は、記憶手段に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて変化量を算出し、その変化量に基づいて前記回転量または前記回転角度を補正し、回転軸と便座または便蓋との位置関係を補正することができる。そのため、便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、回転軸に対する便座または便蓋の位置にずれが生じても便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる電動開閉装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電動開閉装置を備えたトイレ装置の模式斜視図である。
【図２】本実施形態のトイレ装置において便蓋が閉じた状態を表す。
【図３】本実施形態のトイレ装置の要部構成を例示するブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの内部構造を例示する平面模式図である。
【図５】本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの要部構成を例示するブロック図である。
【図６】角度検知部により検知される駆動軸の角度範囲（エリア）を例示する模式図である。
【図７】便蓋の取り付け部の構造を表す模式図である。
【図８】便蓋の取り付け部の構造を表す模式図である。
【図９】便蓋と駆動軸との関係を説明するための平面模式図である。
【図１０】便蓋が全閉状態と全開状態との間を回動するときの角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートである。
【図１１】本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの補正動作の具体例の表すフローチャートである。
【図１２】本実施形態の便蓋が閉じた状態及び開く状態を表す模式図である。
【図１３】便蓋の開き角度と、便蓋の重量により駆動軸に負荷されるトルクと、の関係を例示するグラフ図である。
【図１４】便蓋の開き角度と、モータの駆動力と、の関係を例示するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる電動開閉装置を備えたトイレ装置の模式斜視図である。
また、図２は、本実施形態のトイレ装置において便蓋が閉じた状態を表す。
また、図３は、本実施形態のトイレ装置の要部構成を例示するブロック図である。
【００１２】
図１および図２に表したトイレ装置は、便座装置１００と、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、を備える。便座装置１００は、便器８００の後方に設けられた本体部４００を有する。本実施形態のトイレ装置は、「水道直圧式」であり、便器８００に流す洗浄水を制御するためのバルブ機構が本体部４００に内装されている。ただし、本発明はこの具体例には限定されず、いわゆる「ロータンク式」のトイレ装置にも同様に適用できる。
【００１３】
本体部４００には、便座２００及び便蓋３００がそれぞれ開閉自在に軸支されている。便座２００は本体部４００の相対的に前方に設けられた駆動軸により軸支され、一方、便蓋３００は本体部４００の相対的に後方に設けられた駆動軸により軸支されている。これらの駆動軸および軸支部については、後に詳述する。
【００１４】
そして、本実施形態の便座装置１００は、図３に表したように、便蓋開閉ユニット（電動開閉装置）７２０及び便座開閉ユニット（電動開閉装置）７８０の少なくともいずれかを備える。便蓋開閉ユニット７２０は、内蔵するモータにより便蓋３００を開閉するユニットである。便座開閉ユニット７８０は、内蔵するモータにより便座２００を開閉するユニットである。これらユニットの動作は、制御部６４０により制御される。便蓋開閉ユニット７２０および便座開閉ユニット７８０については、後に詳述する。
【００１５】
また、本実施形態の便座装置１００は、便蓋開閉ユニット７２０及び便座開閉ユニット７８０が検知する回転角度と回転量とを関連付けて記憶する記憶部４９０を備える。この記憶部４９０には、便座装置１００の製造時あるいは出荷時あるいはトイレ室への設置時の状態、すなわち初期状態における回転角度と回転量とが関連付けて記憶されている。なお、記憶部４９０に記憶されたデータは、便座装置１００の電源が切断されたとしても消失しない。
【００１６】
また、本実施形態の便座装置１００は、衛生洗浄装置としての機能部も併せ持つ。すなわち、便座装置１００は、便座２００に座った使用者の「おしり」などに向けて水を噴出する吐水ノズル６１５を有する洗浄機能部６１０を備える。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。便座装置１００は、さらに、便座暖房ユニット２１０、室内暖房ユニット７４０、便器洗浄ユニット７３０、照明ユニット７９０などの付加機能部を備える。なお、これらの他にも、例えば、便座に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる温風乾燥ユニットや、便器のボウル内の空気を吸い込み、フィルタや触媒などを介して臭気成分を低減させる脱臭ユニットなどを設けてもよい。
【００１７】
なお、室内暖房ユニット７４０および脱臭ユニットを設ける場合には、本体部４００の側面には、脱臭ユニットからの排気口４４０及び室内暖房ユニット７４０からの排出口４５０が適宜設けられる。
【００１８】
便座暖房ユニット２１０は、便座を暖める付加機能部である。室内暖房ユニット７４０は、便座装置１００が設置されているトイレ空間を暖房する付加機能部である。便器洗浄ユニット７３０は、便座装置１００が設けられたトイレ装置の便器８００のボウルに洗浄水を自動的に流す付加機能部である。照明ユニット７９０は、便座装置１００またはトイレ装置の一部あるいは全体を照明する付加機能部である。
【００１９】
これらの付加機能部の動作は、制御部６４０により制御される。制御部６４０には、操作部（リモコン）９００からの指令が入力され、使用者の操作によりそれぞれの付加機能部の動作を制御することができる。
【００２０】
ただし、本発明においては、吐水ノズル６１５やその他の付加機能部は必ずしも設けなくてもよく、便蓋開閉ユニット７２０及び便座開閉ユニット７８０の少なくともいずれかが設けられていればよい。
【００２１】
また、便器洗浄ユニット７３０は、便座装置１００と一体的に設けてもよいが、便座装置１００とは別体とし、例えば水洗トイレのロータンクに取り付けてもよい。この場合にも、便座装置１００と便器洗浄ユニット７３０とを接続することにより、制御部６４０から出力される制御信号によってロータンクに取り付けられた便器洗浄ユニット７３０の動作を制御することができる。
【００２２】
制御部６４０には、さらに焦電センサ５００、人体検知センサ４２０、着座センサ４２２からの信号が適宜入力される。そして、制御部６４０は、焦電センサ５００の出力に基づいて、便蓋開閉ユニット７２０や便座暖房ユニット２１０などの付加機能部を制御する。なお、本実施形態のトイレ装置では、本体部４００の上面に凹設部４１０が形成され、この凹設部４１０に一部が埋め込まれるように焦電センサ５００が設けられている。焦電センサ５００は、便蓋３００が閉じた状態では、その基部付近に設けられた透過窓３１０を介して使用者の入室を検知する。ただし、本発明においては、これらセンサ５００、４２０、４２２を必ずしも備えている必要はない。
【００２３】
次に、便蓋開閉ユニット７２０および便座開閉ユニット７８０について、図面を参照しつつ説明する。
ここで、便蓋開閉ユニット７２０と便座開閉ユニット７８０とは、同様の構造を有し、同様の動作を行うため、以下では、便蓋開閉ユニット７２０を例に挙げて説明する。
【００２４】
図４は、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの内部構造を例示する平面模式図である。
また、図５は、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの要部構成を例示するブロック図である。
なお、図４（ａ）は、便蓋開閉ユニットを正面から眺めた平面模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に表したＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０は、本体部４００に内蔵可能であり、その駆動軸（回転軸）７２８をモータ７２１により回動可能とされている。その駆動機構は、モータ７２１の回転出力を減速させる減速機構７２２、負荷される最大トルクを規制するトルクリミッタ７２３、角度検知部７２５、そして、駆動軸７２８に付勢力を作用させるアシストバネ７２６を有する。減速機構７２２は、回転量検知部７２４を有し、斜歯車、ウォーム歯車、平歯車、遊星歯車などを適宜有する。
【００２６】
回転量検知部７２４は、モータ７２１からみて角度検知部７２５よりも上段側に設けられており、回転量センサマグネット７２４ａと、回転量センサ基板７２４ｂと、を有する。一方、角度検知部７２５は、モータ７２１からみて回転量検知部７２４よりも下段側に設けられており、角度センサマグネット７２５ａと、角度センサ基板７２５ｂと、を有する。
【００２７】
つまり、回転量検知部７２４の回転量センサマグネット７２４ａは、モータ７２１近傍の相対的に上段の歯車などに適宜固定され、角度検知部７２５の角度センサマグネット７２５ａよりも速い回転速度で回転する。そのため、回転量センサマグネット７２４ａは、モータ７２１から１段目あるいは２段目の歯車などに適宜固定されることが好ましい。
【００２８】
そして、回転量検知部７２４の回転量センサ基板７２４ｂは、ホール効果などと呼ばれる効果により、起電力（ホール電圧）を検知できる。すなわち、回転量センサマグネット７２４ａがモータ７２１の回転に連動して回転すると、回転量センサ基板７２４ｂは、その電圧（ホール電圧）の変化を検知できる。その電圧の変化は、例えばパルス状の波形として現れる。その結果として、回転量センサ基板７２４ｂは、モータ７２１近傍すなわち角度検知部７２５よりも上段側の歯車などの回転量を検知できる。なお、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０では、回転量検知部７２４は、駆動軸７２８が例えば約１°〜２°程度回転するごとに１つのパルス状の波形を出力できる（図１０参照）。
【００２９】
一方、角度検知部７２５の角度センサマグネット７２５ａは、駆動軸（回転軸）７２８近傍の相対的に下段の軸や歯車などに適宜固定され、回転量検知部７２４の回転量センサマグネット７２４ａよりも遅い回転速度で回転する。そのため、角度センサマグネット７２５ａは、モータ７２１の回転速度が減速機構７２２により十分に減速された駆動軸７２８近傍の軸や歯車などに適宜固定されることが好ましい。そして、図４に表したように、角度センサマグネット７２５ａが、駆動軸７２８を保持する出力軸７２７あるいは駆動軸７２８に取り付けられた場合には、角度検知部７２５は、駆動軸７２８の回転角度を検知できる。
【００３０】
そして、角度検知部７２５の角度センサ基板７２５ｂは、回転量センサ基板７２４ｂと同様に、ホール効果などと呼ばれる効果により、起電力（ホール電圧）を検知できる。すなわち、角度センサマグネット７２５ａがモータ７２１の回転に連動して回転すると、回転量センサ基板７２４ｂは、ホール電圧の変化を検知できる。その電圧の変化は、例えばパルス状の波形として現れる。その結果として、角度センサ基板７２５ｂは、駆動軸７２８近傍すなわち角度検知部７２５よりも下段側の軸や歯車などの回転角度を検知できる。なお、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０では、角度検知部７２５は、駆動軸７２８近傍の軸や歯車など角度範囲（エリア）を検知できる。この角度範囲（エリア）については、後に詳述する。
【００３１】
この便蓋開閉ユニット７２０を用いることにより、便蓋３００を電動により開閉させることができる。また、この便蓋開閉ユニット７２０を取り付けた状態でも、便蓋３００を手動により開閉できる。そして、電動による場合も手動による場合も、アシストバネ７２６を設けることにより、便蓋３００を軽く開くことができる。
【００３２】
なお、図４および図５においては、回転量検知部７２４および角度検知部７２５がホールＩＣである場合を例に挙げて説明したが、これだけに限定されるわけではない。回転量検知部７２４および角度検知部７２５は、例えば、ロータリーエンコーダやポテンショメータなどであってもよい。また、図４および図５には、電動式の便蓋開閉ユニット７２０にアシストバネ７２６を内蔵させた例を表したが、本発明はこれには限定されない。すなわち、アシストバネ７２６は、便蓋開閉ユニット７２０の外側に設けてもよい。
【００３３】
次に、角度検知部７２５により検知される角度範囲（エリア）について、図面を参照しつつ説明する。
図６は、角度検知部により検知される駆動軸の角度範囲（エリア）を例示する模式図である。
以下の説明では、図４に表したように、角度センサマグネット７２５ａが、駆動軸７２８を保持する出力軸７２７に取り付けられ、角度検知部７２５は、駆動軸７２８の回転角度を検知できる場合を例に挙げて説明する。
【００３４】
本実施形態においては、駆動軸７２８の回転角度範囲を閉止状態（０°）から順にＡエリア、Ｂエリア、Ｃエリア、Ｄエリアの４つのエリアに区分している。これら４つのエリアの境界となる角度は、本実施形態では、それぞれ２０°、８０°、１０５°である。便蓋開閉ユニット７２０の駆動軸７２８がどのエリアにいるかは、図４および図５に関して前述した角度検知部７２５により検知可能とされている。
【００３５】
より具体的には、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０は、２つの角度検知部７２５を有する。第１の角度検知部７２５は、２０°〜１０５°の間において「高」信号を出力し、他の角度では「低」信号を出力するように設定されている（図１０参照）。一方、第２の角度検知部７２５は、８０°以上において「高」信号を出力し、他の角度では「低」信号を出力するように設定されている（図１０参照）。
【００３６】
このように設定された状態において、例えば、第１および第２の角度検知部７２５が「低」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＡエリアにいると判断する。また、第１の角度検知部７２５が「高」信号を出力し、第２の角度検知部７２５が「低」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＢエリアにいると判断する。また、第１および第２の角度検知部７２５が「高」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＣエリアにいると判断する。また、第１の角度検知部７２５が「低」信号を出力し、第２の角度検知部７２５が「高」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＤエリアにいると判断する。これらにより、制御部６４０は、便蓋開閉ユニット７２０の駆動軸７２８がどのエリアにいるかを検知することができる。
【００３７】
ここで、後に詳述するように、便蓋３００は、軸支部において駆動軸７２８に軸支されているため、駆動軸７２８の回転角度と、便蓋３００の回転角度と、は略一致している。そのため、制御部６４０は、駆動軸７２８がどのエリアにいるかを検知することにより、便蓋３００がどのエリアにいるかを判断することができる。
【００３８】
なお、便蓋３００の開端角度は、Ｄエリア内のいずれかに設定されている。つまり、便蓋３００は、本体部４００に設けられた図示しないストッパによりＤエリア内のいずれかで停止される。一方、便蓋開閉ユニット７２０の駆動軸７２８は、便蓋３００の開端角度よりも大きい角度まで回転可能とされている。
【００３９】
次に、便蓋３００の取り付け部の構造について、図面を参照しつつ説明する。
図７及び図８は、便蓋の取り付け部の構造を表す模式図である。すなわち、図７（ａ）は本体部のケースカバー４３０を表し、図７（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。また、図８（ａ）は便蓋を表し、図８（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
【００４０】
図７に表したように、本体部４００からは、便蓋３００の駆動軸７２８が横方向に突出している。駆動軸７２８の先端には、回転軸に対して垂直な方向に延在した結合部が形成されている。また、駆動軸７２８の下方には突出壁４８２が設けられ、さらにその下方にはストッパ４８０が設けられている。
【００４１】
一方、便蓋３００には、図８に表したように、スリット状に開口した軸支部３７０が設けられている。本体部４００から突出した駆動軸７２８の先端の結合部は、この軸支部３７０に挿入され、駆動軸７２８から回転駆動力が便蓋３００に伝達される。つまり、軸支部３７０に駆動軸７２８を挿入することにより、便蓋３００は本体部４００に回動自在に軸支される。
【００４２】
また、便蓋３００の軸支部３７０を取り囲むように、環状壁３７１が設けられている。環状壁３７１には、開口端３７２、３７３に挟まれた切り欠き３７４が設けられている。例えば、便蓋３００を本体部４００から着脱する際には、本体部４００の突出壁４８２が切り欠き３７４を通過するように便蓋３００の向きを調節する必要がある。この際の角度範囲は、例えば約８０°〜９０°程度である。そして、便蓋３００を開くと、便蓋３００の開口端３７２がストッパ４８０に当接し、開端角度が規制される。このようにして、便蓋３００の開端角度を確実に規制することができる。
【００４３】
次に、便蓋３００および便蓋開閉ユニット７２０の動作について、図面を参照しつつ説明する。
図９は、便蓋と駆動軸との関係を説明するための平面模式図である。
また、図１０は、便蓋が全閉状態と全開状態との間を回動するときの角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートである。
なお、図９（ａ）は、便蓋と駆動軸とがずれていない状態（初期状態）を表す模式図であり、図９（ｂ）は、便蓋からみて駆動軸が開方向にずれた状態を表す模式図である。
また、図１０（ａ）は、図９（ａ）に表した状態における角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートであり、図１０（ｂ）は、図９（ｂ）に表した状態における角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートである。
【００４４】
本実施形態の便座装置１００では、便座装置１００の製造時あるいは出荷時あるいはトイレ室への設置時の状態、すなわち初期状態においては、図９（ａ）に表したように、駆動軸７２８の結合部の長軸と、便蓋３００の底面と、は略並行している。
【００４５】
これに対して、例えば、便蓋３００の内部に断熱材を内蔵させたりすることにより便蓋３００の荷重が大きくなると、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形する場合がある。あるいは、便蓋開閉ユニット７２０により便蓋３００の開閉を長年にわたって繰り返すと、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形する場合がある。
【００４６】
またあるいは、図４および図５に関して前述したように、便蓋開閉ユニット７２０は、駆動軸７２８に付勢力を作用させることにより、便蓋３００を軽く開くことができたり、モータ７２１の負担を軽減することができるアシストバネ７２６を有する。このアシストバネ７２６は、便蓋３００の開方向に駆動軸７２８を付勢している。そして、アシストバネ７２６の付勢力は、便蓋３００が全閉（閉止）状態のときに最大となり、便蓋３００が開動作を行うにつれて低下し、便蓋３００が全開状態のときの最小となる。そのため、便蓋３００が全閉状態のときには、アシストバネ７２６は、駆動軸７２８に最大の付勢力を与え続けている。これに伴い、便蓋３００が全閉状態のときには、便蓋３００の軸支部３７０は、駆動軸７２８から開方向に最大の力を受け続けている。これによれば、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形する場合がある。
【００４７】
駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形すると、図９（ｂ）に表したように、駆動軸７２８の結合部の長軸と、便蓋３００の底面と、は略並行しなくなる。つまり、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が、初期状態から変化する。より具体的には、便蓋３００からみた駆動軸７２８の位置が初期状態から開方向にずれる。そのため、便蓋３００が全閉状態であるにもかかわらず、駆動軸７２８は、すでに開方向に回転した状態となる。これによれば、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じる。
【００４８】
これについて、図１０を参照しつつさらに説明する。便蓋３００からみた駆動軸７２８の位置が初期状態から開方向にずれた場合（図９（ｂ）参照）には、図１０（ｂ）に表した矢印のように、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号は、回転量検知部７２４の出力信号からみて全閉状態の側へ相対的に移動する。あるいは、回転量検知部７２４の出力信号は、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号からみて全開状態の側へ相対的に移動する。これは、図６に関して前述したように、角度検知部７２５は、駆動軸７２８の回転角度を検知しているためである。
【００４９】
より具体的には、Ａエリア（図６参照）における回転量検知部７２４からのパルス数は減少し、一方で、Ｄエリア（図６参照）における回転量検知部７２４からのパルス数は増加する。また、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号が回転量検知部７２４の出力信号からみて相対的に移動するため、Ｂエリア（図６参照）およびＣエリア（図６参照）における回転量検知部７２４からのパルス数は変化しない。
【００５０】
そうすると、例えば便蓋３００が全閉状態から開動作する際に、便蓋３００はＢエリアに到達していないにもかかわらず、駆動軸７２８はＢエリアに到達している場合がある。この場合には、制御部６４０は、便蓋３００がＢエリアに到達していると判断し誤検知する。つまり、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じる。これは、他のエリアについても同様である。
【００５１】
一方、例えば、便蓋３００が全開状態から閉動作する際に、便蓋３００はＢエリアに到達しているにもかかわらず、駆動軸７２８はＢエリアに到達していない場合がある。この場合には、制御部６４０は、便蓋３００がＢエリアに到達していないと判断し誤検知する。つまり、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じる。これは、他のエリアについても同様である。
【００５２】
このように、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じると、便蓋３００を安定的に開閉することができないおそれがある。これは、後に詳述するように、制御部６４０は、便蓋３００を安定的に開閉させるために、便蓋３００の開閉位置に応じてモータの駆動力を変化させるが、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じるとモータの駆動力を変化させるタイミングにずれが生ずるためである。
【００５３】
そこで、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０では、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化すると、制御部６４０は補正を行う。すなわち、制御部６４０は、第１および第２の角度検知部７２５により検知された回転角度と、回転量検知部７２４により検知された回転量と、の関係に変化が生ずると、その変化に基づいて、第１および第２の角度検知部７２５により検知された回転角度を補正する。より具体的には、例えば、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化すると、制御部６４０は、その変化したパルス数を補正する。
【００５４】
例えば、便蓋３００が全閉状態から開動作する場合に、Ａエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が５パルス（初期状態）から３パルスに減少した場合には、制御部６４０は、その減少した２パルス分を補正値としてＡ、Ｂ、Ｃエリアのパルス数に加える。ここで、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化しても、便蓋３００の全閉状態と全開状態との間において回転量検知部７２４から出力される総パルス数は変化しない。これは、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号が回転量検知部７２４の出力信号からみて相対的に移動したにすぎないためである。そのため、制御部６４０は、減少した２パルス分を補正値としてＡ、Ｂ、Ｃエリアのパルス数に加え、総パルス数の内の残りのパルス数をＤエリアのパルス数として補正を行う。
【００５５】
また、例えば、便蓋３００が全開状態から閉動作する場合に、Ｄエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が６パルス（初期状態）から８パルスに増加した場合には、制御部６４０は、その増加した２パルス分を補正値として、Ｂ、Ｃ、Ｄエリアのパルス数から減ずる。そして、制御部６４０は、増加した２パルス分を補正値としてＡ、Ｂ、Ｃエリアのパルス数から減じ、総パルス数の内の残りのパルス数をＡエリアのパルス数として補正を行う。
【００５６】
このような補正を行うことにより、回転量検知部７２４の出力信号（回転量）からみて全閉状態の側へ相対的に移動した第１および第２の角度検知部７２５の出力信号（回転角度）を、初期状態に補正することができる。つまり、図１０（ａ）に表した出力信号の状態に補正することができる。そのため、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を見かけ上初期状態に戻すことができ、便蓋３００の開閉位置の検知のずれを抑制することができる。これによれば、駆動軸７２８の回転角度と、便蓋３００の回転角度と、は見かけ上略一致する。そして、制御部６４０は、便蓋３００を安定的に開閉させることができる。
【００５７】
なお、図１０に関して前述したパルス数は一例にすぎず、各エリアのパルス数や補正値としてのパルス数は、これだけに限定されるわけではない。また、初期状態におけるパルス数は、記憶部４９０（図３参照）に記憶されている。
【００５８】
次に、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０の補正動作の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図１１は、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの補正動作の具体例の表すフローチャートである。
【００５９】
まず、例えば、使用者が操作部９００（図３参照）を操作すると、便蓋３００は、便蓋開閉ユニット７２０により全閉状態から開動作を開始する（ステップＳ１０１）。この便蓋３００の開動作は、使用者の手動により行われてもよい。続いて、制御部６４０は、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
【００６０】
ここで、記憶部４９０には、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が予め記憶されている。制御部６４０は、その記憶されたパルス数と、便蓋３００の動作時のパルス数と、を比較することにより、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化したか否かを判断できる。
つまり、記憶部４９０には、角度検知部７２５が設けられた部分（例えば出力軸７２７）の回転角度と、回転量検知部７２４が設けられた部分（例えばモータ７２１近傍の歯車）の回転量と、が関連付けて記憶されている。制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量と、便蓋３００の動作時の回転角度および回転量と、を比較することにより、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化したか否かを判断できる。
【００６１】
制御部６４０は、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化していないと判断した場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、補正を行わない。一方、制御部６４０は、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化したと判断した場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、その変化が３回連続で生じたか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
【００６２】
つまり、ここでは、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数がノイズなどにより１回あるいは２回だけ変化したか否かを判断している。そして、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数がノイズなどにより変化した場合には（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御部６４０は、補正を行わない。
【００６３】
一方、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が３回連続で変化した場合には（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御部６４０は、その変化量に基づいて補正を行う（ステップＳ１０７）。より具体的には、図１０に関して前述したように、制御部６４０は、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が記憶部４９０に記憶された初期状態のパルス数となるように補正する。
【００６４】
本具体例によれば、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に予め記憶された各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数に基づいて、そのパルス数を補正することができる。その結果、回転量検知部７２４の出力信号（回転量）からみて全閉状態の側へ相対的に移動した第１および第２の角度検知部７２５の出力信号（回転角度）を、初期状態に補正することができる。すなわち、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を補正することができる。
【００６５】
なお、本具体例では、便蓋３００の開動作に基づいて補正を行う場合を例に挙げて説明したが、制御部６４０は、便蓋３００の閉動作に基づいて補正を行ってもよい。また、ステップＳ１０５の動作では、ノイズを排除するために、パルス数の変化が３回連続で生じたか否かを判断したが、この回数はこれだけに限定されるわけではなく２回あるいは４回以上であってもよい。
【００６６】
次に、便蓋３００の開閉状態と、駆動軸７２８に負荷されるトルクと、モータ７２１の駆動力と、の関係について、図面を参照しつつ説明する。
図１２は、本実施形態の便蓋が閉じた状態及び開く状態を表す模式図である。
また、図１３は、便蓋の開き角度と、便蓋の重量により駆動軸に負荷されるトルクと、の関係を例示するグラフ図である。
また、図１４は、便蓋の開き角度と、モータの駆動力と、の関係を例示するタイミングチャートである。
【００６７】
図１２（ｂ）に表したように、本実施形態の便座装置１００の場合、便蓋３００を閉じた状態において、その重心Ｇは、駆動軸７２８における水平線Ｈよりも鉛直下方にある。従って、この状態から便蓋３００を開いていくと、重心Ｇが水平線Ｈの上にきた時に、図１３に表したように、便蓋３００の重量のモーメントによる駆動軸７２８でのトルクは最大値Ｔmaxをとる。便蓋３００をさらに開くと、その重量モーメントによるトルクは徐々に減少し、アシストバネ７２６が設けられていない場合には、重心Ｇが駆動軸７２８の鉛直上方すなわち鉛直線Ｖ（図１２（ａ））の上にきた時（θ０）に、トルクはゼロとなる。つまり、この角度θ０で便蓋３００は中立を維持できる。
【００６８】
これに対して、アシストバネ７２６が設けられている場合には、そのアシストバネ７２６が、便蓋３００が開く方向に駆動軸７２８を付勢している。アシストバネ７２６は、便蓋３００の開き角度に対して図１３に表した破線のように徐々に低下するトルクを発生させる。このようなアシストバネ７２６を設けることにより、便蓋３００の重量モーメントによるトルクは軽減される。つまり、便蓋３００の重量モーメントによるトルクからアシストバネ７２６のトルクを差し引いた残りが、便蓋３００の開閉に必要とされるトルクとなる。従って、両者がバランスする角度においては、便蓋３００は中立を維持できる。そして、便蓋３００をその中立角度よりも開くと、駆動軸７２８には開く方向のトルクが負荷される。つまり、便蓋３００をその中立角度よりも開くと、その後は便蓋３００は自動的に開端角度まで開く。
【００６９】
このように、アシストバネ７２６が設けられていない場合であっても、アシストバネ７２６が設けられている場合であっても、便蓋３００の重量のモーメントによる駆動軸７２８でのトルクは、最大値Ｔmaxをとったあとは徐々に減少する。そのため、制御部６４０は、図１４に表したように、モータ７２１の駆動力（通電量）を徐々に減少させる。より具体的には、制御部６４０は、モータ７２１に通電するパルス波のデューティ比を徐々に減少させる。そうすると、便蓋３００は、スムーズにあるいは安定的に開閉できる。また、便蓋３００は、開動作時において、開端角度に近づくにつれてより低速度となり、ゆっくりと開端角度に達することができる。
【００７０】
しかしながら、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化すると、図１４の下段に表したタイミングチャートのように、モータ７２１に供給する通電量を切り替えるタイミングがずれる。そうすると、駆動軸７２８でのトルクが最大値Ｔmaxをとる前に、制御部６４０は、モータ７２１に供給する通電量を低下させるおそれがある。あるいは、駆動軸７２８でのトルクが比較的大きいにもかかわらず、モータ７２１に供給する通電量を低下させるおそれがある。これによれば、便蓋３００は、スムーズにあるいは安定的に開閉できないおそれがある。
【００７１】
これに対して、本実施形態では、図９〜図１１に関して前述したように、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に予め記憶された各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数に基づいて、そのパルス数を補正することができる。その結果、回転量検知部７２４の出力信号（回転量）からみて全閉状態の側へ相対的に移動した第１および第２の角度検知部７２５の出力信号（回転角度）を、初期状態に補正することができる。
【００７２】
すなわち、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を補正することができる。その結果、制御部６４０は、モータ７２１に供給する通電量を切り替えるタイミングを初期状態に戻すことができる。そのため、本実施形態では、便蓋３００の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
【００７３】
なお、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０は、回転量検知部７２４と、角度検知部７２５と、を利用することにより、便蓋３００の開端角度を学習可能とすることができる。例えば、便蓋３００を開いたときに開端角度に達すると、モータ７２１の回転が停止するので回転量検知部７２４がこれを検知する。また、角度検知部７２５により、便蓋３００の開き角度を学習できる。従って、その次に便蓋３００を開く時に、その開き角度に近づくにつれて便蓋３００の速度が低下し、ゆっくりと開端角度に達するように制御できる。
【００７４】
このようにすると、例えば、トイレ室の後壁に突出量の大きい突出体がある場合でも、本実施形態のトイレ装置をトイレ室に設置し、最初に動作させる際に、便蓋３００の開き角度を学習させることかできる。そして、その次の動作からは、その突出体に勢いよく衝突することを防止できる。また同様に、本実施形態のトイレ装置を設置して使用を開始した後、トイレ室の後壁に突出量の大きい飾り額縁などを増設したような場合も、便蓋開閉ユニット７２０は、便蓋３００の開き角度を新たに学習し、次回の動作からはこれに勢いよく衝突しないように便蓋３００の開き動作を制御できる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形し、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化した場合であっても、制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を補正することができる。そのため、便蓋３００の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
なお、以上の説明では、便蓋開閉ユニット７２０および便蓋３００の構造や動作などに関して主に説明したが、便座開閉ユニット７８０および便座２００の構造や動作などに関しても同様である。そのため、便座開閉ユニット７８０についても、便蓋開閉ユニット７２０と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、便蓋開閉ユニット７２０や便座開閉ユニット７８０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや回転量検知部７２４および角度検知部７２５の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７７】
１００ 便座装置、 ２００ 便座、 ２１０ 便座暖房ユニット、 ３００ 便蓋、 ３１０ 透過窓、 ３７０ 軸支部、 ３７１ 環状壁、 ３７２、３７３ 開口端、 ３７４ 切り欠き、 ４００ 本体部、 ４１０ 凹設部、 ４２０ 人体検知センサ、 ４２２ 着座センサ、 ４３０ ケースカバー、 ４４０ 排気口、 ４５０ 排出口、 ４８０ ストッパ、 ４８２ 突出壁、 ４９０ 記憶部、 ５００ 焦電センサ、 ６１０ 洗浄機能部、 ６１５ 吐水ノズル、 ６４０ 制御部、 ７２０ 便蓋開閉ユニット、 ７２１ モータ、 ７２２ 減速機構、 ７２３ トルクリミッタ、 ７２４ 回転量検知部、 ７２４ａ 回転量センサマグネット、 ７２４ｂ 回転量センサ基板、 ７２５ 角度検知部、 ７２５ａ 角度センサマグネット、 ７２５ｂ 角度センサ基板、 ７２６ アシストバネ、 ７２７ 出力軸、 ７２８ 駆動軸、 ７３０ 便器洗浄ユニット、 ７４０ 室内暖房ユニット、 ７８０ 便座開閉ユニット、 ７９０ 照明ユニット、 ８００ 便器、 ９００ 操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般的に、便座又は便蓋の電動開閉装置に関し、具体的にはモータなどの駆動装置により便座および便蓋をそれぞれ電動開閉可能な便座又は便蓋の電動開閉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばモータなどの駆動装置により、便座および便蓋をそれぞれ電動開閉することができる電動開閉装置がある。これによれば、使用者は、例えば操作ボタンを操作することにより便座や便蓋を開閉させることができる。あるいは、入室センサがトイレ室内における使用者の有無を検知することにより、電動開閉装置は便座や便蓋を開閉させることができる。そのため、手で便座や便蓋を開閉させなくとも、電動により便座や便蓋を開閉させることができるため便利である。
【０００３】
このような便座または便蓋の電動開閉装置において、便座および便蓋の開閉位置を検知し、便座および便蓋の開閉位置に対応した所定の速度で便座および便蓋を開閉させるためのフィードバック制御を行う便座・便蓋開閉装置がある（特許文献１）。また、便座または便蓋の負荷トルクにより駆動モータの駆動量を変化させる便座又は便蓋の電動開閉装置がある（特許文献２）。特許文献１および２に記載された開閉装置によれば、便座および便蓋の開閉速度の変化を防止したり吸収したりすることができ、便座や便蓋をスムーズにあるいは安定的に開閉させることができる。
【０００４】
しかしながら、例えば、便座や便蓋の内部に断熱材を内蔵させたりすることにより便座や便蓋の荷重が大きくなると、モータなどの回転を便座や便蓋に伝える回転軸からみて便座や便蓋が変形する場合がある。あるいは、開閉装置による開閉を長年にわたって繰り返すことにより、回転軸からみて便座や便蓋が変形したり、回転軸からみた便座や便蓋の位置が変化する場合がある。そうすると、便座や便蓋の開閉位置の検知にずれが生じるため、便座や便蓋を安定的に開閉することができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３１５６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１８０６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【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、便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる電動開閉装置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】
第１の発明は、モータと、前記モータの回転を便座または便蓋に伝達し、前記便座または前記便蓋を開閉する回転軸と、前記モータの回転量または減速された回転量を検知する回転量検知部と、前記モータからみて前記回転量検知部よりも下段側に設けられ、前記回転量検知部が設けられた部分よりも減速された部分の回転角度を検知する角度検知部と、前記角度検知部により検知された回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給し前記便座または便蓋の開動作及び閉動作の少なくともいずれかを実行させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記角度検知部により検知された回転角度と、前記回転量検知部により検知された回転量と、の関係に変化が生ずると、前記変化の量に基づいて前記検知された回転角度を補正し、前記補正後の前記回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置である。 この便座又は便蓋の電動開閉装置によれば、回転軸からみて便座または便蓋が変形し、回転軸と便座または便蓋との位置関係が初期状態から変化した場合であっても、制御部は、その変化に基づいて角度検知部によって検知された前記回転角度を補正し、回転軸と便座または便蓋との位置関係を補正することができる。そのため、便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、初期状態における前記回転角度と前記回転量とを関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記回転角度および前記回転量と、前記モータが回転した際に前記角度検知部により検知された回転角度および前記回転量検知部により検知された回転量と、を比較することにより前記変化量を算出することを特徴とする便座又は便蓋の電動開閉装置である。
この便座又は便蓋の電動開閉装置によれば、回転軸からみて便座または便蓋が変形し、回転軸と便座または便蓋との位置関係が初期状態から変化した場合であっても、制御部は、記憶手段に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて変化量を算出し、その変化量に基づいて前記回転量または前記回転角度を補正し、回転軸と便座または便蓋との位置関係を補正することができる。そのため、便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、回転軸に対する便座または便蓋の位置にずれが生じても便座または便蓋の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる電動開閉装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態にかかる電動開閉装置を備えたトイレ装置の模式斜視図である。
【図２】本実施形態のトイレ装置において便蓋が閉じた状態を表す。
【図３】本実施形態のトイレ装置の要部構成を例示するブロック図である。
【図４】本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの内部構造を例示する平面模式図である。
【図５】本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの要部構成を例示するブロック図である。
【図６】角度検知部により検知される駆動軸の角度範囲（エリア）を例示する模式図である。
【図７】便蓋の取り付け部の構造を表す模式図である。
【図８】便蓋の取り付け部の構造を表す模式図である。
【図９】便蓋と駆動軸との関係を説明するための平面模式図である。
【図１０】便蓋が全閉状態と全開状態との間を回動するときの角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートである。
【図１１】本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの補正動作の具体例の表すフローチャートである。
【図１２】本実施形態の便蓋が閉じた状態及び開く状態を表す模式図である。
【図１３】便蓋の開き角度と、便蓋の重量により駆動軸に負荷されるトルクと、の関係を例示するグラフ図である。
【図１４】便蓋の開き角度と、モータの駆動力と、の関係を例示するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態にかかる電動開閉装置を備えたトイレ装置の模式斜視図である。
また、図２は、本実施形態のトイレ装置において便蓋が閉じた状態を表す。
また、図３は、本実施形態のトイレ装置の要部構成を例示するブロック図である。
【００１２】
図１および図２に表したトイレ装置は、便座装置１００と、洋式腰掛便器（以下説明の便宜上、単に「便器」と称する）８００と、を備える。便座装置１００は、便器８００の後方に設けられた本体部４００を有する。本実施形態のトイレ装置は、「水道直圧式」であり、便器８００に流す洗浄水を制御するためのバルブ機構が本体部４００に内装されている。ただし、本発明はこの具体例には限定されず、いわゆる「ロータンク式」のトイレ装置にも同様に適用できる。
【００１３】
本体部４００には、便座２００及び便蓋３００がそれぞれ開閉自在に軸支されている。便座２００は本体部４００の相対的に前方に設けられた駆動軸により軸支され、一方、便蓋３００は本体部４００の相対的に後方に設けられた駆動軸により軸支されている。これらの駆動軸および軸支部については、後に詳述する。
【００１４】
そして、本実施形態の便座装置１００は、図３に表したように、便蓋開閉ユニット（電動開閉装置）７２０及び便座開閉ユニット（電動開閉装置）７８０の少なくともいずれかを備える。便蓋開閉ユニット７２０は、内蔵するモータにより便蓋３００を開閉するユニットである。便座開閉ユニット７８０は、内蔵するモータにより便座２００を開閉するユニットである。これらユニットの動作は、制御部６４０により制御される。便蓋開閉ユニット７２０および便座開閉ユニット７８０については、後に詳述する。
【００１５】
また、本実施形態の便座装置１００は、便蓋開閉ユニット７２０及び便座開閉ユニット７８０が検知する回転角度と回転量とを関連付けて記憶する記憶部４９０を備える。この記憶部４９０には、便座装置１００の製造時あるいは出荷時あるいはトイレ室への設置時の状態、すなわち初期状態における回転角度と回転量とが関連付けて記憶されている。なお、記憶部４９０に記憶されたデータは、便座装置１００の電源が切断されたとしても消失しない。
【００１６】
また、本実施形態の便座装置１００は、衛生洗浄装置としての機能部も併せ持つ。すなわち、便座装置１００は、便座２００に座った使用者の「おしり」などに向けて水を噴出する吐水ノズル６１５を有する洗浄機能部６１０を備える。なお、本願明細書において「水」という場合には、冷水のみならず、加熱されたお湯も含むものとする。便座装置１００は、さらに、便座暖房ユニット２１０、室内暖房ユニット７４０、便器洗浄ユニット７３０、照明ユニット７９０などの付加機能部を備える。なお、これらの他にも、例えば、便座に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる温風乾燥ユニットや、便器のボウル内の空気を吸い込み、フィルタや触媒などを介して臭気成分を低減させる脱臭ユニットなどを設けてもよい。
【００１７】
なお、室内暖房ユニット７４０および脱臭ユニットを設ける場合には、本体部４００の側面には、脱臭ユニットからの排気口４４０及び室内暖房ユニット７４０からの排出口４５０が適宜設けられる。
【００１８】
便座暖房ユニット２１０は、便座を暖める付加機能部である。室内暖房ユニット７４０は、便座装置１００が設置されているトイレ空間を暖房する付加機能部である。便器洗浄ユニット７３０は、便座装置１００が設けられたトイレ装置の便器８００のボウルに洗浄水を自動的に流す付加機能部である。照明ユニット７９０は、便座装置１００またはトイレ装置の一部あるいは全体を照明する付加機能部である。
【００１９】
これらの付加機能部の動作は、制御部６４０により制御される。制御部６４０には、操作部（リモコン）９００からの指令が入力され、使用者の操作によりそれぞれの付加機能部の動作を制御することができる。
【００２０】
ただし、本発明においては、吐水ノズル６１５やその他の付加機能部は必ずしも設けなくてもよく、便蓋開閉ユニット７２０及び便座開閉ユニット７８０の少なくともいずれかが設けられていればよい。
【００２１】
また、便器洗浄ユニット７３０は、便座装置１００と一体的に設けてもよいが、便座装置１００とは別体とし、例えば水洗トイレのロータンクに取り付けてもよい。この場合にも、便座装置１００と便器洗浄ユニット７３０とを接続することにより、制御部６４０から出力される制御信号によってロータンクに取り付けられた便器洗浄ユニット７３０の動作を制御することができる。
【００２２】
制御部６４０には、さらに焦電センサ５００、人体検知センサ４２０、着座センサ４２２からの信号が適宜入力される。そして、制御部６４０は、焦電センサ５００の出力に基づいて、便蓋開閉ユニット７２０や便座暖房ユニット２１０などの付加機能部を制御する。なお、本実施形態のトイレ装置では、本体部４００の上面に凹設部４１０が形成され、この凹設部４１０に一部が埋め込まれるように焦電センサ５００が設けられている。焦電センサ５００は、便蓋３００が閉じた状態では、その基部付近に設けられた透過窓３１０を介して使用者の入室を検知する。ただし、本発明においては、これらセンサ５００、４２０、４２２を必ずしも備えている必要はない。
【００２３】
次に、便蓋開閉ユニット７２０および便座開閉ユニット７８０について、図面を参照しつつ説明する。
ここで、便蓋開閉ユニット７２０と便座開閉ユニット７８０とは、同様の構造を有し、同様の動作を行うため、以下では、便蓋開閉ユニット７２０を例に挙げて説明する。
【００２４】
図４は、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの内部構造を例示する平面模式図である。
また、図５は、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの要部構成を例示するブロック図である。
なお、図４（ａ）は、便蓋開閉ユニットを正面から眺めた平面模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に表したＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０は、本体部４００に内蔵可能であり、その駆動軸（回転軸）７２８をモータ７２１により回動可能とされている。その駆動機構は、モータ７２１の回転出力を減速させる減速機構７２２、負荷される最大トルクを規制するトルクリミッタ７２３、角度検知部７２５、そして、駆動軸７２８に付勢力を作用させるアシストバネ７２６を有する。減速機構７２２は、回転量検知部７２４を有し、斜歯車、ウォーム歯車、平歯車、遊星歯車などを適宜有する。
【００２６】
回転量検知部７２４は、モータ７２１からみて角度検知部７２５よりも上段側に設けられており、回転量センサマグネット７２４ａと、回転量センサ基板７２４ｂと、を有する。一方、角度検知部７２５は、モータ７２１からみて回転量検知部７２４よりも下段側に設けられており、角度センサマグネット７２５ａと、角度センサ基板７２５ｂと、を有する。
【００２７】
つまり、回転量検知部７２４の回転量センサマグネット７２４ａは、モータ７２１近傍の相対的に上段の歯車などに適宜固定され、角度検知部７２５の角度センサマグネット７２５ａよりも速い回転速度で回転する。そのため、回転量センサマグネット７２４ａは、モータ７２１から１段目あるいは２段目の歯車などに適宜固定されることが好ましい。
【００２８】
そして、回転量検知部７２４の回転量センサ基板７２４ｂは、ホール効果などと呼ばれる効果により、起電力（ホール電圧）を検知できる。すなわち、回転量センサマグネット７２４ａがモータ７２１の回転に連動して回転すると、回転量センサ基板７２４ｂは、その電圧（ホール電圧）の変化を検知できる。その電圧の変化は、例えばパルス状の波形として現れる。その結果として、回転量センサ基板７２４ｂは、モータ７２１近傍すなわち角度検知部７２５よりも上段側の歯車などの回転量を検知できる。なお、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０では、回転量検知部７２４は、駆動軸７２８が例えば約１°〜２°程度回転するごとに１つのパルス状の波形を出力できる（図１０参照）。
【００２９】
一方、角度検知部７２５の角度センサマグネット７２５ａは、駆動軸（回転軸）７２８近傍の相対的に下段の軸や歯車などに適宜固定され、回転量検知部７２４の回転量センサマグネット７２４ａよりも遅い回転速度で回転する。そのため、角度センサマグネット７２５ａは、モータ７２１の回転速度が減速機構７２２により十分に減速された駆動軸７２８近傍の軸や歯車などに適宜固定されることが好ましい。そして、図４に表したように、角度センサマグネット７２５ａが、駆動軸７２８を保持する出力軸７２７あるいは駆動軸７２８に取り付けられた場合には、角度検知部７２５は、駆動軸７２８の回転角度を検知できる。
【００３０】
そして、角度検知部７２５の角度センサ基板７２５ｂは、回転量センサ基板７２４ｂと同様に、ホール効果などと呼ばれる効果により、起電力（ホール電圧）を検知できる。すなわち、角度センサマグネット７２５ａがモータ７２１の回転に連動して回転すると、回転量センサ基板７２４ｂは、ホール電圧の変化を検知できる。その電圧の変化は、例えばパルス状の波形として現れる。その結果として、角度センサ基板７２５ｂは、駆動軸７２８近傍すなわち角度検知部７２５よりも下段側の軸や歯車などの回転角度を検知できる。なお、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０では、角度検知部７２５は、駆動軸７２８近傍の軸や歯車など角度範囲（エリア）を検知できる。この角度範囲（エリア）については、後に詳述する。
【００３１】
この便蓋開閉ユニット７２０を用いることにより、便蓋３００を電動により開閉させることができる。また、この便蓋開閉ユニット７２０を取り付けた状態でも、便蓋３００を手動により開閉できる。そして、電動による場合も手動による場合も、アシストバネ７２６を設けることにより、便蓋３００を軽く開くことができる。
【００３２】
なお、図４および図５においては、回転量検知部７２４および角度検知部７２５がホールＩＣである場合を例に挙げて説明したが、これだけに限定されるわけではない。回転量検知部７２４および角度検知部７２５は、例えば、ロータリーエンコーダやポテンショメータなどであってもよい。また、図４および図５には、電動式の便蓋開閉ユニット７２０にアシストバネ７２６を内蔵させた例を表したが、本発明はこれには限定されない。すなわち、アシストバネ７２６は、便蓋開閉ユニット７２０の外側に設けてもよい。
【００３３】
次に、角度検知部７２５により検知される角度範囲（エリア）について、図面を参照しつつ説明する。
図６は、角度検知部により検知される駆動軸の角度範囲（エリア）を例示する模式図である。
以下の説明では、図４に表したように、角度センサマグネット７２５ａが、駆動軸７２８を保持する出力軸７２７に取り付けられ、角度検知部７２５は、駆動軸７２８の回転角度を検知できる場合を例に挙げて説明する。
【００３４】
本実施形態においては、駆動軸７２８の回転角度範囲を閉止状態（０°）から順にＡエリア、Ｂエリア、Ｃエリア、Ｄエリアの４つのエリアに区分している。これら４つのエリアの境界となる角度は、本実施形態では、それぞれ２０°、８０°、１０５°である。便蓋開閉ユニット７２０の駆動軸７２８がどのエリアにいるかは、図４および図５に関して前述した角度検知部７２５により検知可能とされている。
【００３５】
より具体的には、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０は、２つの角度検知部７２５を有する。第１の角度検知部７２５は、２０°〜１０５°の間において「高」信号を出力し、他の角度では「低」信号を出力するように設定されている（図１０参照）。一方、第２の角度検知部７２５は、８０°以上において「高」信号を出力し、他の角度では「低」信号を出力するように設定されている（図１０参照）。
【００３６】
このように設定された状態において、例えば、第１および第２の角度検知部７２５が「低」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＡエリアにいると判断する。また、第１の角度検知部７２５が「高」信号を出力し、第２の角度検知部７２５が「低」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＢエリアにいると判断する。また、第１および第２の角度検知部７２５が「高」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＣエリアにいると判断する。また、第１の角度検知部７２５が「低」信号を出力し、第２の角度検知部７２５が「高」信号を出力している場合には、制御部６４０は、駆動軸７２８がＤエリアにいると判断する。これらにより、制御部６４０は、便蓋開閉ユニット７２０の駆動軸７２８がどのエリアにいるかを検知することができる。
【００３７】
ここで、後に詳述するように、便蓋３００は、軸支部において駆動軸７２８に軸支されているため、駆動軸７２８の回転角度と、便蓋３００の回転角度と、は略一致している。そのため、制御部６４０は、駆動軸７２８がどのエリアにいるかを検知することにより、便蓋３００がどのエリアにいるかを判断することができる。
【００３８】
なお、便蓋３００の開端角度は、Ｄエリア内のいずれかに設定されている。つまり、便蓋３００は、本体部４００に設けられた図示しないストッパによりＤエリア内のいずれかで停止される。一方、便蓋開閉ユニット７２０の駆動軸７２８は、便蓋３００の開端角度よりも大きい角度まで回転可能とされている。
【００３９】
次に、便蓋３００の取り付け部の構造について、図面を参照しつつ説明する。
図７及び図８は、便蓋の取り付け部の構造を表す模式図である。すなわち、図７（ａ）は本体部のケースカバー４３０を表し、図７（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。また、図８（ａ）は便蓋を表し、図８（ｂ）は（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
【００４０】
図７に表したように、本体部４００からは、便蓋３００の駆動軸７２８が横方向に突出している。駆動軸７２８の先端には、回転軸に対して垂直な方向に延在した結合部が形成されている。また、駆動軸７２８の下方には突出壁４８２が設けられ、さらにその下方にはストッパ４８０が設けられている。
【００４１】
一方、便蓋３００には、図８に表したように、スリット状に開口した軸支部３７０が設けられている。本体部４００から突出した駆動軸７２８の先端の結合部は、この軸支部３７０に挿入され、駆動軸７２８から回転駆動力が便蓋３００に伝達される。つまり、軸支部３７０に駆動軸７２８を挿入することにより、便蓋３００は本体部４００に回動自在に軸支される。
【００４２】
また、便蓋３００の軸支部３７０を取り囲むように、環状壁３７１が設けられている。環状壁３７１には、開口端３７２、３７３に挟まれた切り欠き３７４が設けられている。例えば、便蓋３００を本体部４００から着脱する際には、本体部４００の突出壁４８２が切り欠き３７４を通過するように便蓋３００の向きを調節する必要がある。この際の角度範囲は、例えば約８０°〜９０°程度である。そして、便蓋３００を開くと、便蓋３００の開口端３７２がストッパ４８０に当接し、開端角度が規制される。このようにして、便蓋３００の開端角度を確実に規制することができる。
【００４３】
次に、便蓋３００および便蓋開閉ユニット７２０の動作について、図面を参照しつつ説明する。
図９は、便蓋と駆動軸との関係を説明するための平面模式図である。
また、図１０は、便蓋が全閉状態と全開状態との間を回動するときの角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートである。
なお、図９（ａ）は、便蓋と駆動軸とがずれていない状態（初期状態）を表す模式図であり、図９（ｂ）は、便蓋からみて駆動軸が開方向にずれた状態を表す模式図である。
また、図１０（ａ）は、図９（ａ）に表した状態における角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートであり、図１０（ｂ）は、図９（ｂ）に表した状態における角度検知部および回転量検知部の出力信号を例示するタイミングチャートである。
【００４４】
本実施形態の便座装置１００では、便座装置１００の製造時あるいは出荷時あるいはトイレ室への設置時の状態、すなわち初期状態においては、図９（ａ）に表したように、駆動軸７２８の結合部の長軸と、便蓋３００の底面と、は略並行している。
【００４５】
これに対して、例えば、便蓋３００の内部に断熱材を内蔵させたりすることにより便蓋３００の荷重が大きくなると、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形する場合がある。あるいは、便蓋開閉ユニット７２０により便蓋３００の開閉を長年にわたって繰り返すと、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形する場合がある。
【００４６】
またあるいは、図４および図５に関して前述したように、便蓋開閉ユニット７２０は、駆動軸７２８に付勢力を作用させることにより、便蓋３００を軽く開くことができたり、モータ７２１の負担を軽減することができるアシストバネ７２６を有する。このアシストバネ７２６は、便蓋３００の開方向に駆動軸７２８を付勢している。そして、アシストバネ７２６の付勢力は、便蓋３００が全閉（閉止）状態のときに最大となり、便蓋３００が開動作を行うにつれて低下し、便蓋３００が全開状態のときの最小となる。そのため、便蓋３００が全閉状態のときには、アシストバネ７２６は、駆動軸７２８に最大の付勢力を与え続けている。これに伴い、便蓋３００が全閉状態のときには、便蓋３００の軸支部３７０は、駆動軸７２８から開方向に最大の力を受け続けている。これによれば、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形する場合がある。
【００４７】
駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形すると、図９（ｂ）に表したように、駆動軸７２８の結合部の長軸と、便蓋３００の底面と、は略並行しなくなる。つまり、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が、初期状態から変化する。より具体的には、便蓋３００からみた駆動軸７２８の位置が初期状態から開方向にずれる。そのため、便蓋３００が全閉状態であるにもかかわらず、駆動軸７２８は、すでに開方向に回転した状態となる。これによれば、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じる。
【００４８】
これについて、図１０を参照しつつさらに説明する。便蓋３００からみた駆動軸７２８の位置が初期状態から開方向にずれた場合（図９（ｂ）参照）には、図１０（ｂ）に表した矢印のように、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号は、回転量検知部７２４の出力信号からみて全閉状態の側へ相対的に移動する。あるいは、回転量検知部７２４の出力信号は、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号からみて全開状態の側へ相対的に移動する。これは、図６に関して前述したように、角度検知部７２５は、駆動軸７２８の回転角度を検知しているためである。
【００４９】
より具体的には、Ａエリア（図６参照）における回転量検知部７２４からのパルス数は減少し、一方で、Ｄエリア（図６参照）における回転量検知部７２４からのパルス数は増加する。また、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号が回転量検知部７２４の出力信号からみて相対的に移動するため、Ｂエリア（図６参照）およびＣエリア（図６参照）における回転量検知部７２４からのパルス数は変化しない。
【００５０】
そうすると、例えば便蓋３００が全閉状態から開動作する際に、便蓋３００はＢエリアに到達していないにもかかわらず、駆動軸７２８はＢエリアに到達している場合がある。この場合には、制御部６４０は、便蓋３００がＢエリアに到達していると判断し誤検知する。つまり、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じる。これは、他のエリアについても同様である。
【００５１】
一方、例えば、便蓋３００が全開状態から閉動作する際に、便蓋３００はＢエリアに到達しているにもかかわらず、駆動軸７２８はＢエリアに到達していない場合がある。この場合には、制御部６４０は、便蓋３００がＢエリアに到達していないと判断し誤検知する。つまり、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じる。これは、他のエリアについても同様である。
【００５２】
このように、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じると、便蓋３００を安定的に開閉することができないおそれがある。これは、後に詳述するように、制御部６４０は、便蓋３００を安定的に開閉させるために、便蓋３００の開閉位置に応じてモータの駆動力を変化させるが、便蓋３００の開閉位置の検知にずれが生じるとモータの駆動力を変化させるタイミングにずれが生ずるためである。
【００５３】
そこで、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０では、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化すると、制御部６４０は補正を行う。すなわち、制御部６４０は、第１および第２の角度検知部７２５により検知された回転角度と、回転量検知部７２４により検知された回転量と、の関係に変化が生ずると、その変化に基づいて、第１および第２の角度検知部７２５により検知された回転角度を補正する。より具体的には、例えば、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化すると、制御部６４０は、その変化したパルス数を補正する。
【００５４】
例えば、便蓋３００が全閉状態から開動作する場合に、Ａエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が５パルス（初期状態）から３パルスに減少した場合には、制御部６４０は、その減少した２パルス分を補正値としてＡ、Ｂ、Ｃエリアのパルス数に加える。ここで、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化しても、便蓋３００の全閉状態と全開状態との間において回転量検知部７２４から出力される総パルス数は変化しない。これは、第１および第２の角度検知部７２５の出力信号が回転量検知部７２４の出力信号からみて相対的に移動したにすぎないためである。そのため、制御部６４０は、減少した２パルス分を補正値としてＡ、Ｂ、Ｃエリアのパルス数に加え、総パルス数の内の残りのパルス数をＤエリアのパルス数として補正を行う。
【００５５】
また、例えば、便蓋３００が全開状態から閉動作する場合に、Ｄエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が６パルス（初期状態）から８パルスに増加した場合には、制御部６４０は、その増加した２パルス分を補正値として、Ｂ、Ｃ、Ｄエリアのパルス数から減ずる。そして、制御部６４０は、増加した２パルス分を補正値としてＡ、Ｂ、Ｃエリアのパルス数から減じ、総パルス数の内の残りのパルス数をＡエリアのパルス数として補正を行う。
【００５６】
このような補正を行うことにより、回転量検知部７２４の出力信号（回転量）からみて全閉状態の側へ相対的に移動した第１および第２の角度検知部７２５の出力信号（回転角度）を、初期状態に補正することができる。つまり、図１０（ａ）に表した出力信号の状態に補正することができる。そのため、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を見かけ上初期状態に戻すことができ、便蓋３００の開閉位置の検知のずれを抑制することができる。これによれば、駆動軸７２８の回転角度と、便蓋３００の回転角度と、は見かけ上略一致する。そして、制御部６４０は、便蓋３００を安定的に開閉させることができる。
【００５７】
なお、図１０に関して前述したパルス数は一例にすぎず、各エリアのパルス数や補正値としてのパルス数は、これだけに限定されるわけではない。また、初期状態におけるパルス数は、記憶部４９０（図３参照）に記憶されている。
【００５８】
次に、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０の補正動作の具体例について、図面を参照しつつ説明する。
図１１は、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニットの補正動作の具体例の表すフローチャートである。
【００５９】
まず、例えば、使用者が操作部９００（図３参照）を操作すると、便蓋３００は、便蓋開閉ユニット７２０により全閉状態から開動作を開始する（ステップＳ１０１）。この便蓋３００の開動作は、使用者の手動により行われてもよい。続いて、制御部６４０は、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化したか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
【００６０】
ここで、記憶部４９０には、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が予め記憶されている。制御部６４０は、その記憶されたパルス数と、便蓋３００の動作時のパルス数と、を比較することにより、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化したか否かを判断できる。
つまり、記憶部４９０には、角度検知部７２５が設けられた部分（例えば出力軸７２７）の回転角度と、回転量検知部７２４が設けられた部分（例えばモータ７２１近傍の歯車）の回転量と、が関連付けて記憶されている。制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量と、便蓋３００の動作時の回転角度および回転量と、を比較することにより、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化したか否かを判断できる。
【００６１】
制御部６４０は、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化していないと判断した場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、補正を行わない。一方、制御部６４０は、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化したと判断した場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、その変化が３回連続で生じたか否かを判断する（ステップＳ１０５）。
【００６２】
つまり、ここでは、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数がノイズなどにより１回あるいは２回だけ変化したか否かを判断している。そして、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数がノイズなどにより変化した場合には（ステップＳ１０５：ＮＯ）、制御部６４０は、補正を行わない。
【００６３】
一方、ＡエリアあるいはＤエリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が３回連続で変化した場合には（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、制御部６４０は、その変化量に基づいて補正を行う（ステップＳ１０７）。より具体的には、図１０に関して前述したように、制御部６４０は、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が記憶部４９０に記憶された初期状態のパルス数となるように補正する。
【００６４】
本具体例によれば、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に予め記憶された各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数に基づいて、そのパルス数を補正することができる。その結果、回転量検知部７２４の出力信号（回転量）からみて全閉状態の側へ相対的に移動した第１および第２の角度検知部７２５の出力信号（回転角度）を、初期状態に補正することができる。すなわち、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を補正することができる。
【００６５】
なお、本具体例では、便蓋３００の開動作に基づいて補正を行う場合を例に挙げて説明したが、制御部６４０は、便蓋３００の閉動作に基づいて補正を行ってもよい。また、ステップＳ１０５の動作では、ノイズを排除するために、パルス数の変化が３回連続で生じたか否かを判断したが、この回数はこれだけに限定されるわけではなく２回あるいは４回以上であってもよい。
【００６６】
次に、便蓋３００の開閉状態と、駆動軸７２８に負荷されるトルクと、モータ７２１の駆動力と、の関係について、図面を参照しつつ説明する。
図１２は、本実施形態の便蓋が閉じた状態及び開く状態を表す模式図である。
また、図１３は、便蓋の開き角度と、便蓋の重量により駆動軸に負荷されるトルクと、の関係を例示するグラフ図である。
また、図１４は、便蓋の開き角度と、モータの駆動力と、の関係を例示するタイミングチャートである。
【００６７】
図１２（ｂ）に表したように、本実施形態の便座装置１００の場合、便蓋３００を閉じた状態において、その重心Ｇは、駆動軸７２８における水平線Ｈよりも鉛直下方にある。従って、この状態から便蓋３００を開いていくと、重心Ｇが水平線Ｈの上にきた時に、図１３に表したように、便蓋３００の重量のモーメントによる駆動軸７２８でのトルクは最大値Ｔmaxをとる。便蓋３００をさらに開くと、その重量モーメントによるトルクは徐々に減少し、アシストバネ７２６が設けられていない場合には、重心Ｇが駆動軸７２８の鉛直上方すなわち鉛直線Ｖ（図１２（ａ））の上にきた時（θ０）に、トルクはゼロとなる。つまり、この角度θ０で便蓋３００は中立を維持できる。
【００６８】
これに対して、アシストバネ７２６が設けられている場合には、そのアシストバネ７２６が、便蓋３００が開く方向に駆動軸７２８を付勢している。アシストバネ７２６は、便蓋３００の開き角度に対して図１３に表した破線のように徐々に低下するトルクを発生させる。このようなアシストバネ７２６を設けることにより、便蓋３００の重量モーメントによるトルクは軽減される。つまり、便蓋３００の重量モーメントによるトルクからアシストバネ７２６のトルクを差し引いた残りが、便蓋３００の開閉に必要とされるトルクとなる。従って、両者がバランスする角度においては、便蓋３００は中立を維持できる。そして、便蓋３００をその中立角度よりも開くと、駆動軸７２８には開く方向のトルクが負荷される。つまり、便蓋３００をその中立角度よりも開くと、その後は便蓋３００は自動的に開端角度まで開く。
【００６９】
このように、アシストバネ７２６が設けられていない場合であっても、アシストバネ７２６が設けられている場合であっても、便蓋３００の重量のモーメントによる駆動軸７２８でのトルクは、最大値Ｔmaxをとったあとは徐々に減少する。そのため、制御部６４０は、図１４に表したように、モータ７２１の駆動力（通電量）を徐々に減少させる。より具体的には、制御部６４０は、モータ７２１に通電するパルス波のデューティ比を徐々に減少させる。そうすると、便蓋３００は、スムーズにあるいは安定的に開閉できる。また、便蓋３００は、開動作時において、開端角度に近づくにつれてより低速度となり、ゆっくりと開端角度に達することができる。
【００７０】
しかしながら、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化すると、図１４の下段に表したタイミングチャートのように、モータ７２１に供給する通電量を切り替えるタイミングがずれる。そうすると、駆動軸７２８でのトルクが最大値Ｔmaxをとる前に、制御部６４０は、モータ７２１に供給する通電量を低下させるおそれがある。あるいは、駆動軸７２８でのトルクが比較的大きいにもかかわらず、モータ７２１に供給する通電量を低下させるおそれがある。これによれば、便蓋３００は、スムーズにあるいは安定的に開閉できないおそれがある。
【００７１】
これに対して、本実施形態では、図９〜図１１に関して前述したように、各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数が変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に予め記憶された各エリアにおける回転量検知部７２４からのパルス数に基づいて、そのパルス数を補正することができる。その結果、回転量検知部７２４の出力信号（回転量）からみて全閉状態の側へ相対的に移動した第１および第２の角度検知部７２５の出力信号（回転角度）を、初期状態に補正することができる。
【００７２】
すなわち、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化しても、制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を補正することができる。その結果、制御部６４０は、モータ７２１に供給する通電量を切り替えるタイミングを初期状態に戻すことができる。そのため、本実施形態では、便蓋３００の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
【００７３】
なお、本実施形態にかかる便蓋開閉ユニット７２０は、回転量検知部７２４と、角度検知部７２５と、を利用することにより、便蓋３００の開端角度を学習可能とすることができる。例えば、便蓋３００を開いたときに開端角度に達すると、モータ７２１の回転が停止するので回転量検知部７２４がこれを検知する。また、角度検知部７２５により、便蓋３００の開き角度を学習できる。従って、その次に便蓋３００を開く時に、その開き角度に近づくにつれて便蓋３００の速度が低下し、ゆっくりと開端角度に達するように制御できる。
【００７４】
このようにすると、例えば、トイレ室の後壁に突出量の大きい突出体がある場合でも、本実施形態のトイレ装置をトイレ室に設置し、最初に動作させる際に、便蓋３００の開き角度を学習させることかできる。そして、その次の動作からは、その突出体に勢いよく衝突することを防止できる。また同様に、本実施形態のトイレ装置を設置して使用を開始した後、トイレ室の後壁に突出量の大きい飾り額縁などを増設したような場合も、便蓋開閉ユニット７２０は、便蓋３００の開き角度を新たに学習し、次回の動作からはこれに勢いよく衝突しないように便蓋３００の開き動作を制御できる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態によれば、駆動軸７２８からみて便蓋３００の軸支部３７０が変形し、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係が初期状態から変化した場合であっても、制御部６４０は、記憶部４９０に関連付けて記憶された回転角度および回転量のデータに基づいて、駆動軸７２８と便蓋３００との位置関係を補正することができる。そのため、便蓋３００の電動開閉を長年にわたって安定的に行うことができる。
なお、以上の説明では、便蓋開閉ユニット７２０および便蓋３００の構造や動作などに関して主に説明したが、便座開閉ユニット７８０および便座２００の構造や動作などに関しても同様である。そのため、便座開閉ユニット７８０についても、便蓋開閉ユニット７２０と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
以上、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、便蓋開閉ユニット７２０や便座開閉ユニット７８０などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などや回転量検知部７２４および角度検知部７２５の設置形態などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７７】
１００ 便座装置、 ２００ 便座、 ２１０ 便座暖房ユニット、 ３００ 便蓋、 ３１０ 透過窓、 ３７０ 軸支部、 ３７１ 環状壁、 ３７２、３７３ 開口端、 ３７４ 切り欠き、 ４００ 本体部、 ４１０ 凹設部、 ４２０ 人体検知センサ、 ４２２ 着座センサ、 ４３０ ケースカバー、 ４４０ 排気口、 ４５０ 排出口、 ４８０ ストッパ、 ４８２ 突出壁、 ４９０ 記憶部、 ５００ 焦電センサ、 ６１０ 洗浄機能部、 ６１５ 吐水ノズル、 ６４０ 制御部、 ７２０ 便蓋開閉ユニット、 ７２１ モータ、 ７２２ 減速機構、 ７２３ トルクリミッタ、 ７２４ 回転量検知部、 ７２４ａ 回転量センサマグネット、 ７２４ｂ 回転量センサ基板、 ７２５ 角度検知部、 ７２５ａ 角度センサマグネット、 ７２５ｂ 角度センサ基板、 ７２６ アシストバネ、 ７２７ 出力軸、 ７２８ 駆動軸、 ７３０ 便器洗浄ユニット、 ７４０ 室内暖房ユニット、 ７８０ 便座開閉ユニット、 ７９０ 照明ユニット、 ８００ 便器、 ９００ 操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータの回転を便座または便蓋に伝達し、前記便座または前記便蓋を開閉する回転軸と、
前記モータの回転量または減速された回転量を検知する回転量検知部と、
前記モータからみて前記回転量検知部よりも下段側に設けられ、前記回転量検知部が設けられた部分よりも減速された部分の回転角度を検知する角度検知部と、
前記角度検知部により検知された回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給し前記便座または便蓋の開動作及び閉動作の少なくともいずれかを実行させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記角度検知部により検知された回転角度と、前記回転量検知部により検知された回転量と、の関係に変化が生ずると、前記変化の量に基づいて前記検知された回転角度を補正し、前記補正後の前記回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給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】
初期状態における前記回転角度と前記回転量とを関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記回転角度および前記回転量と、前記モータが回転した際に前記角度検知部により検知された回転角度および前記回転量検知部により検知された回転量と、を比較することにより前記変化量を算出することを特徴とする請求項１記載の便座又は便蓋の電動開閉装置。
【請求項１】
モータと、
前記モータの回転を便座または便蓋に伝達し、前記便座または前記便蓋を開閉する回転軸と、
前記モータの回転量または減速された回転量を検知する回転量検知部と、
前記モータからみて前記回転量検知部よりも下段側に設けられ、前記回転量検知部が設けられた部分よりも減速された部分の回転角度を検知する角度検知部と、
前記角度検知部により検知された回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給し前記便座または便蓋の開動作及び閉動作の少なくともいずれかを実行させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記角度検知部により検知された回転角度と、前記回転量検知部により検知された回転量と、の関係に変化が生ずると、前記変化の量に基づいて前記検知された回転角度を補正し、前記補正後の前記回転角度に基づいて、予め定められた通電量を前記モータに供給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】
初期状態における前記回転角度と前記回転量とを関連付けて記憶する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記回転角度および前記回転量と、前記モータが回転した際に前記角度検知部により検知された回転角度および前記回転量検知部により検知された回転量と、を比較することにより前記変化量を算出することを特徴とする請求項１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】
【公開番号】特開２０１１−５５９５１（Ｐ２０１１−５５９５１Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７２２７（Ｐ２００９−２０７２２７）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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