弁体駆動装置
【課題】簡素な構成で、出力部材を所定の条件で駆動することができる弁体駆動装置を提供すること。
【解決手段】電動式自動トイレ洗浄装置の弁体駆動装置１において、出力部材２０の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパ８０を設け、かかるストッパ８０によって、出力部材２０の開方向の位置を規定する。モータ駆動回路６は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体をさらに開状態に移動させ、ストッパ８０が作動した以降も、第２駆動電圧を直流モータ５に印加し続ける。
【解決手段】電動式自動トイレ洗浄装置の弁体駆動装置１において、出力部材２０の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパ８０を設け、かかるストッパ８０によって、出力部材２０の開方向の位置を規定する。モータ駆動回路６は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体をさらに開状態に移動させ、ストッパ８０が作動した以降も、第２駆動電圧を直流モータ５に印加し続ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水洗トイレなどに設置された貯水槽の排水孔を開閉するための弁体を駆動する弁体駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水洗トイレにおいては電動式自動トイレ洗浄装置が普及しつつあり、かかる電動式自動トイレ洗浄装置では、スイッチ操作によって、貯水槽の排水孔を開閉するための弁体を駆動する。このような開閉動作を行なう際、出力部材の駆動を開始した以降、駆動源から出力部材への駆動力伝達機構において、歯車の噛み合いを外すことにより、所定時間後、排水孔を閉状態にする。また、出力部材の駆動を開始した以降、歯車の回転を利用して機械的なタイマースイッチを構成し、かかるタイマースイッチにより、駆動源への電源供給を停止するなどの構成が採用されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、歯車の回転を利用した機械的なタイマースイッチを構成すれば、出力部材の動作に正確に連動させて、駆動源を制御でき、出力部材に対するトルクを切り換えることもできる（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３９３１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６６１１号公報
【特許文献３】特開平１１−２００４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、出力部材の駆動を開始した以降、駆動源から出力部材への駆動力伝達機構において、歯車の噛み合いを外すことにより、所定時間後、排水孔を閉状態にする構成を採用すると、再結合の際に衝突音が発生するという問題や、歯先同士が適正に噛み合わず、ロック状態となるなどの問題点がある。
【０００５】
また、駆動力伝達機構にタイマースイッチを内蔵させると、部材の組み込みやリード線の引き回しが複雑になるため、コストが増大するという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡素な構成で、出力部材を所定の条件で駆動することができる弁体駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、貯水槽の排水孔を開閉するための弁体に連結された出力部材と、該出力部材を開方向に駆動する駆動機構と、を有する弁体駆動装置において、前記駆動機構は、出力部材を駆動するための駆動源としての直流モータと、該直流モータの出力を前記出力部材に伝達する駆動力伝達機構と、前記直流モータに駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、部材同士の当接により前記出力部材の開方向の位置を規定するストッパと、を備え、前記モータ駆動回路は、前記弁体が閉状態から開状態に移行する際、第１駆動電圧を前記直流モータに供給する第１駆動モードと、前記弁体が開状態に移行した後、前記第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を供給するとともに、前記ストッパが作動した以降も前記第２駆動電圧を前記直流モータに印加する第２駆動モードと、所定時間経過後、前記直流モータに対する電圧供給を停止する駆動停止動作と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、出力部材の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパを設け、かかるストッパによって、出力部材の開方向の位置を規定する。また、モータ駆動回路は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータに供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、弁体が開状態に移行し、さらに、ストッパが作動した以降、第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を直流モータに印加する。ここで、直流モータは、駆動電圧によってトルクが制御される。このため、ストッパが作動するときは、出力部材が低トルクで駆動されているので、ストッパが作動する際、大きな衝突音が発生せず、部材が損傷することもない。また、第１駆動モードや第２駆動モードは、モータ駆動回路によって実現されるので、駆動力伝達機構にタイマースイッチを設ける必要がない。さらに、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータに供給するため、直流モータの発熱を低く抑えることができる。ここで、第２駆動モードでも駆動電圧を印加するので、弁体の位置と第１駆動モードから第２駆動モードに切り換わるタイミングとの間にずれが発生した場合でも弁体の動作に支障がない。それ故、モータ駆動回路側からの制御のみで第１駆動モードから第２駆動モードへの切り換え制御でよく、駆動機構の側にタイマースイッチを設ける必要がない。それ故、部材の組み込みやリード線の引き回しなどを簡素化することができる。さらに、直流モータの場合、交流モータに比較して感電のおそれが少ないという利点もある。
【０００９】
本発明において、前記弁体は、前記貯水槽内で流体圧を受けた状態で前記排水孔を閉状態にしている。かかる構成の場合、弁体を閉状態から開状態に移行するのに大きなトルクを必要とするが、本発明では、かかるタイミングのときは、高い第１駆動電圧を印加する第１駆動モードであるため、弁体を閉状態から開状態にスムーズに移行させることができる。また、。弁体が開状態に移行した後は、比較的小さなトルクで十分であるが、本発明では、かかるタイミングのときは、低い第２駆動電圧を印加する第２駆動モードである。従って、低消費電力化を図ることができる。
【００１０】
本発明において、前記駆動力伝達機構では、前記直流モータから前記出力部材まで歯車輪列のみで駆動力が伝達されることが好ましい。すなわち、本発明では、駆動力伝達機構に滑り部分を含ませる必要がないので、滑り部分での磨耗に起因する不具合が発生しない。
【００１１】
本発明において、前記駆動力伝達機構は、変速比が常時一定であることが好ましい。すなわち、本発明では、変速比を途中で切り換えるための高価な変形歯車などを用いないので、コストの低減を図ることができる。
【００１２】
本発明において、前記モータ駆動回路は、一定の電圧から前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを生成するための分圧抵抗を備えていることが好ましい。このように構成すると、２つの電圧（第１駆動電圧および第２駆動電圧）を生成する場合でも、電源としては一つで済む。それ故、回路構成を簡素化することができるので、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
本発明において、前記直流モータの温度に感応する温度センサを備え、前記モータ駆動回路は、当該温度センサでの検出結果に基づいて前記駆動電圧を変化させることが好ましい。本発明では、弁体が開状態に移行した後、ストッパが作動している期間中も電圧（第２駆動電圧）を印加する以上、直流モータが発熱するおそれがあるが、直流モータの温度をセンサによって監視し、直流モータが発熱した場合には駆動電圧を低下、あるいは駆動電圧の供給停止を行なう。それ故、直流モータの破損を防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記駆動機構は、前記モータ駆動回路から前記直流モータへの駆動電圧の供給が停止したとき前記出力部材を閉方向に変位させる復帰バネを備えていることが好ましい。このように構成すると、通常動作時および停電時のいずれにおいても、出力部材を閉方向に移動的に変位させることができる。また、かかる復帰バネは出力部材を閉方向に付勢するので、復帰バネは、ストッパが作動する際に大きな衝突音が発生するのを防止する効果も奏する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、出力部材の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパを設け、かかるストッパによって、出力部材の開方向の位置を規定する。また、モータ駆動回路は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータに供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、弁体が開状態に移行し、さらに、ストッパが作動した以降、第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を直流モータに印加する。このため、ストッパが作動するときは、出力部材が低トルクで駆動されているので、ストッパが作動する際、大きな衝突音が発生せず、部材が損傷することもない。また、第１駆動モードや第２駆動モードは、モータ駆動回路によって実現されるので、駆動力伝達機構にタイマースイッチを設ける必要がない。さらに、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータに供給するため、直流モータの発熱を低く抑えることができる。ここで、第２駆動モードでも駆動電圧を印加するので、弁体の位置と第１駆動モードから第２駆動モードに切り換わるタイミングとの間にずれが発生した場合でも弁体の動作に支障がない。それ故、モータ駆動回路側からの制御のみで第１駆動モードから第２駆動モードへの切り換え制御でよく、駆動機構の側にタイマースイッチを設ける必要がない。それ故、部材の組み込みやリード線の引き回しなどを簡素化することができる。さらに、直流モータの場合、交流モータに比較して感電のおそれが少ないという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明を適用した弁体駆動装置の縦断面図である。図２（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す弁体駆動装置に構成した駆動機構の平面的なレイアウトを示す説明図、およびこの駆動機構に用いたモータ駆動回路の説明図である。
【００１８】
図１に示す弁体駆動装置１は、水洗トイレに使用される電動式自動トイレ洗浄装置において、貯水槽の排水孔を開閉するための弁体（図示せず）を駆動するための装置であって、弁体を排水孔の閉位置から開位置へ移動させる第１段階、弁体を開位置に保持して排水する第２段階、および弁体の開位置から移動させて排水を停止する第３段階を順に実施する。
【００１９】
かかる動作を行なうために、弁体駆動装置１は、ケース７内に軸状の出力部材２０を有しており、出力部材２０の一方端は、開閉部材（図示せず）を介して弁体に連結されている。出力部材２０の他方端には、手動レバー軸２８が連結されており、かかる手動レバー軸２８には、開閉部材を手動で操作するためのレバー２８０が連結されている。従って、手動レバー軸２８を手動で時計周りＣＷに回転させると、出力部材２０が時計周りＣＷに回転し、大便用の多量の洗浄水を流すことができる一方、手動レバー軸２８を手動で反時計周りＣＣＷに回転させると、出力部材２０が反時計周りＣＣＷに回転し、小便用の少量の洗浄水を流すことができる。
【００２０】
ケース７は、出力部材２０の一方端側に位置するケース本体７１と、出力部材２０の他方側に位置するケース蓋体７２とからなり、ケース本体７１およびケース蓋体７２に形成された円筒状筒部７６１、７７１を利用して、出力部材２０を回動自在に支持する軸受７６、７７が構成されている。ケース７は、電動式自動トイレ洗浄装置の水槽に対して所定の位置に配置され、その結果、出力部材２０は弁体に対して所定の位置に配置される。なお、ケース蓋体７２と出力部材２０との間には圧縮バネ２５が配置されており、出力部材２０は他方端側に向けて付勢されている。
【００２１】
このように構成した出力部材２０に対しては、以下に説明する駆動機構２が構成されている。本形態において、駆動機構２は、出力部材２０を駆動するための駆動源としての直流モータ５と、直流モータ５の出力を出力部材２０に伝達する駆動力伝達機構３とを備えており、直流モータ５に対しては、図３および図４を参照して後述するモータ駆動回路６が構成されている。ここで、直流モータ５は、双方向の回転が可能であり、モータ駆動回路６に用いた抵抗器６２７などとともに回路基板６２上に搭載されている。なお、回路基板６２には、ハーネス６９が接続されており、かかるハーネス６９を介して、駆動電圧の供給が行なわれる。
【００２２】
駆動力伝達機構３は、直流モータ５の出力部材２０に固着されたピニオン５０、第１歯車体５１、第２歯車体５２、第３歯車体５３、および第４歯車体５４からなる減速輪列を備えており、第４歯車体５４は出力部材２０と一体に回転する。これらの歯車のうち、第４歯車は出力部材２０に固定されており、出力部材２０と一体に回転する。第１歯車体５１、第２歯車体５２および第３歯車体５３は各々、ケース７に固定された支軸に回転可能に支持されており、第１歯車体５１の大径歯車部はピニオン５０に噛合し、第２歯車体５２の大径歯車部は第１歯車体５１の小径歯車部に噛合し、第３歯車体５３の大径歯車部は第２歯車体５２の小径歯車部に噛合し、第４歯車体５４は第３歯車体５３の小径歯車部に噛合している。
【００２３】
ここで、手動レバー軸２８を軸線方向外側に引っ張ったとき、出力部材２０と第４歯車体５４との機構的な接続、あるいは第４歯車体５４と第３歯車体５３との機構的な接続が解除され、手動レバー軸２８を離したときに、出力部材２０と第４歯車体５４との機構的な接続、あるいは第４歯車体５４と第３歯車体５３との機構的な接続が復活するように構成すれば、手動レバー軸２８を手動で操作する際に必要な力が小さくて済む。
【００２４】
出力部材２０の一方端側の周りには、捩じりコイルバネからなる復帰バネ３０が変形可能な状態に装着されており、かかる復帰バネ３０は、双方向に回転可能な出力部材２０を中立位置に向けて両側から付勢するバネ部材として機能する。ここで、復帰バネ３０は、両端部が半径方向外側に折り曲げられて被支持部３０ａ、３０ｂになっている一方、被支持部３０ａ、３０ｂで挟まれた部分には、ケース本体７１から起立した固定側突起７１１と、第４歯車体５４に形成された可動側突起５４１が位置する。また、ケース本体７１において、第４歯車体５４を挟んで固定側突起７１１が位置する側とは反対側には、可動側突起５４１とストッパ８０を構成する度当たり部７１５が形成されている。本形態では、出力部材２０が時計周りＣＣＷに回転すると、大便用に多量の水を流すように設定され、出力部材２０が反時計周りＣＣＷに回転すると、小便用に少量の水を流すように設定されている。このため、度当たり部は、第４歯車体５４を挟んで固定側突起７１１が位置する側とは反対側のうち、時計周りＣＷにわずかにずれた位置に形成されている。
【００２５】
本形態では、第４歯車体５４が時計周りＣＷに回転すると、被支持部３０ｂは、固定側突起７１１で位置固定されたまま、可動側突起５４１によって被支持部３０ａが時計周りＣＷに移動する。そして、可動側突起５４１がケース本体７１に形成された度当たり部に当接すると、回転が停止し、その後、第４歯車体５４に加わっていた力がなくなると、復帰バネ３０の戻り力によって第４歯車体５４が反時計周りＣＣＷに回転し、元の位置に戻る。
【００２６】
また、第４歯車体５４が反時計周りＣＣＷに回転すると、被支持部３０ａは、固定側突起７１１で位置固定されたまま、可動側突起５４１によって被支持部３０ｂが反時計周りＣＣＷに移動する。そして、可動側突起５４１がケース本体７１に形成された度当たり部に当接すると、回転が停止し、その後、第４歯車体５４に加わっていた力がなくなると、復帰バネ３０の戻り力によって第４歯車体５４が時計周りＣＷに回転し、元の位置に戻る。
【００２７】
（モータ駆動回路の構成）
図３および図４は各々、図１に示す弁体駆動装置１に構成したモータ駆動回路６の回路図、およびこのモータ駆動回路６から出力される駆動電圧の波形図である。なお、本形態では、直流モータ５に対する駆動電圧として、第１駆動電圧と、第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧が用いられる。かかる電圧についは限定されるものではないが、以下の説明では、第１駆動電圧を１２Ｖとし、第２駆動電圧を５Ｖに設定した場合を例示する。
【００２８】
図３において、本形態の弁体駆動装置１において直流モータ５に対するモータ駆動回路６は、１２Ｖの直流電圧を生成する電源６１１を備えた電源部６１と、電源部６１と直流モータ５とを接続するグランド配線ＧＮＤと、電源部６１と直流モータ５とを接続する第１配線６６とを有している。また、第１配線６６には第１スイッチＳＷ1が介挿されている。また、第１配線６６には、第１スイッチＳＷ1に対して並列に第２配線６７が電気的に接続されており、かかる第２配線６７には、第２スイッチＳＷ2および抵抗器６２７が直列に介挿されている。かかる抵抗器６２７としては定格が１Ｗ以上のものが用いられる。
【００２９】
ここで、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2はいずれも、タイマーを内蔵の制御部６４の制御の下、開閉動作を行なう。かかる制御部６４は、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤に形成されたボタンスイッチ（図示せず）での操作に基づいて、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2の制御を行なう。かかるモータ駆動回路６において、第１配線６６、第２配線６７および抵抗器６２７は、ケース２内の回路基板６２上に配置され、電源部６１および制御部６４は、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤内に配置されている。
【００３０】
このように構成したモータ駆動回路６では、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤のボタンスイッチに対して操作が行なわれるまでの間、制御部６４は、図４に示すように、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオフ状態としておき、時刻Ｔ０において、制御盤のボタンスイッチに対して洗浄水を流すようにとの操作が行なわれると、制御部６４は、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオン状態とする。その結果、図４に示すように、図３に示す各位置での電圧Ａ、Ｂ、Ｃは、各々、５Ｖ、１２Ｖ、１２Ｖとなる。従って、直流モータ５には、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、１２Ｖ（第１駆動電圧）が印加される（第１駆動モード）。
【００３１】
次に、制御部６４は、時刻Ｔ１において、第２スイッチＳＷ2をオン状態のまま、第１スイッチＳＷ1をオフ状態とし、かかる状態は、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、継続される。その結果、図３に示す各位置での電圧Ａ、Ｂ、Ｃは各々、５Ｖ、５Ｖ、５Ｖとなる。従って、直流モータ５には、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、５Ｖ（第２駆動電圧）が印加される（第２駆動モード）。
【００３２】
しかる後に、制御部６４は、時刻Ｔ２において、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオフ状態とする。その結果、図４に示すように、図３に示す各位置での電圧Ａ、Ｂ、Ｃは各々、０Ｖ、０Ｖ、０Ｖとなる。従って、直流モータ５には、駆動電圧が印加されない（駆動停止モード）。
【００３３】
なお、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤には、大便用および小便用の２つのボタンスイッチが形成されており、大便用のボタンスイッチが押された場合には、出力部材２０が時計周りＣＷの方向に回転して多量の洗浄水を流し、小便用のボタンスイッチが押された場合には、出力部材２０が反時計周りＣＣＷの方向に回転して少量の洗浄水を流す。かかる動作は、電源部６１から出力される電圧の極性などを変えれば、出力部材２０の回転方向を換えることができる。また、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオンオフさせるタイミングを大便用と小便用とで相違させることもある。
【００３４】
（基本的な動作）
本形態の弁体駆動装置１では、時刻Ｔ０において、制御盤のボタンスイッチに対して大便用の洗浄水を流すようにとの操作が行なわれると、制御部６４は、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオン状態とするので、直流モータ５には、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、１２Ｖ（第１駆動電圧）が印加される。従って、直流モータ５は比較的、大きなトルクを発生させ、復帰バネ３０のバネ力に抗して、出力部材２０を時計周りＣＷに回転させる。その結果、出力部材２０は、弁体を排水孔を塞ぐ位置から開放する位置に移動させる。その間、復帰バネ３０は、拡径する方向に変形する（第１段階／第１駆動モード）。
【００３５】
次に、制御部６４は、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、第２スイッチＳＷ2をオン状態のまま、第１スイッチＳＷ1をオフ状態とするので、直流モータ５には、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、５Ｖ（第２駆動電圧）が印加される。従って、直流モータ５は、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間よりも小さなトルクを発生させるだけであるが、復帰バネ３０のバネ力に抗して、出力部材２０をさらに時計周りＣＷに回転させる。その結果、出力部材２０は、弁体を排水孔をさらに開放する位置に移動させる。その間、復帰バネ３０は、拡径する方向に変形する（第２段階／第２駆動モード）。
【００３６】
そして、時刻Ｔ１〜Ｔ２の期間の途中において、第４歯車体５４の可動側突起５４１がケース本体７１に形成された度当たり部７１５に当接すると、出力部材２０は回転が停止し、それ以降、時刻Ｔ２までは、弁体は、開方向の所定位置で停止する。その間、モータ駆動回路６は、直流モータ５に５Ｖ（第２駆動電圧）の駆動電圧を印加し続ける。
【００３７】
しかる後に、制御部６４は、時刻Ｔ２において、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオフ状態とする。その結果、直流モータ５には、駆動電圧が印加されないので、出力部材２０および第２歯車体５２は、復帰バネ３０の戻り力によって第４歯車体５４が反時計周りＣＣＷに回転し、駆動力伝達機構３に用いた歯車を反転させながら、元の位置に戻る。それ故、弁体は排水孔を塞ぐ状態に戻り、貯水槽での水の貯留が開始される（第３段階／駆動停止モード）。
【００３８】
なお、時刻Ｔ０において、制御盤のボタンスイッチに対して小便用の洗浄水を流すようにとの操作が行なわれた場合も、基本的な動作は同一であるため、説明を省略する。
【００３９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、出力部材２０の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパ８０を設け、かかるストッパ８０によって、出力部材２０の開方向の位置を規定する。また、モータ駆動回路６は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体をさらに開状態に移動させ、ストッパ８０が作動した以降も、第２駆動電圧を直流モータ５に印加し続ける。ここで、直流モータ５は、駆動電圧によってトルクが制御される。このため、ストッパ８０が作動するときは、出力部材２０が低トルクで駆動されているので、ストッパ８０が作動する際、大きな衝突音が発生せず、部材が損傷することもない。さらに、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータ５に供給するため、直流モータ５の発熱を低く抑えることができる。
【００４０】
また、第１駆動モードや第２駆動モードは、モータ駆動回路６によって実現されるので、駆動力伝達機構３に機械式のタイマースイッチを設ける必要がない。また、第２駆動モードでも駆動電圧を印加するので、弁体の位置と第１駆動モードから第２駆動モードに切り換わるタイミングとの間にずれが発生した場合でも弁体の動作に支障がない。それ故、モータ駆動回路６側からの制御のみで第１駆動モードから第２駆動モードへの切り換え制御でよく、駆動機構２の側にタイマースイッチを設ける必要がない。それ故、部材の組み込みやリード線の引き回しなどを簡素化することができる。さらに、直流モータ５の場合、交流モータに比較して感電のおそれが少ないという利点もある。
【００４１】
また、弁体は、貯水槽内で流体圧を受けた状態で排水孔を閉状態にしているため、弁体を閉状態から開状態に移行するのに大きなトルクを必要とするが、本形態では、かかるタイミングのときは、高い第１駆動電圧を印加する第１駆動モードであるため、弁体を閉状態から開状態にスムーズに移行させることができる。また、弁体が開状態に移行した後は、比較的小さなトルクで十分であるが、本形態では、かかるタイミングのときは、低い第２駆動電圧を印加する第２駆動モードである。従って、低消費電力化を図ることができる。
【００４２】
さらに、本形態において、モータ駆動回路６は、一定の電圧から第１駆動電圧と第２駆動電圧とを生成するのに抵抗器６２７（分圧抵抗）を用いているので、２つの電圧（第１駆動電圧および第２駆動電圧）を生成する場合でも、電源６１１は一つで済む。それ故、回路構成を簡素化することができるので、コストの低減を図ることができる。
【００４３】
さらにまた、本形態では、駆動力伝達機構３では、直流モータ５から出力部材２０まで歯車輪列のみで駆動力が伝達され、駆動力伝達機構３に滑り部分を含んでいない。それ故、本形態によれば、滑り部分での磨耗に起因する不具合が発生しない。しかも、駆動力伝達機構３は、変速比が常時一定であり、変速比を途中で切り換えるための高価な変形歯車などを用いないので、コストの低減を図ることができる。
【００４４】
また、駆動機構２は、モータ駆動回路６から直流モータ５への駆動電圧の供給が停止したとき出力部材２０を閉方向に変位させる復帰バネ３０を備えているため、通常動作時および停電時のいずれにおいても、出力部材２０を閉方向に移動的に変位させることができる。また、かかるバネは出力部材２０を閉方向に付勢するので、バネは、ストッパ８０が作動する際に大きな衝撃音が発生しない。
【００４５】
（他の実施の形態）
上記実施の形態においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、直流モータ５の温度に感応するセンサ６８を備え、モータ駆動回路６は、センサ６８での検出結果に基づいて駆動電圧を変化させることが好ましい。かかるセンサ６８としてはサーミスタを用いることができる。かかるサーミスタのうち、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタを用いる場合には、温度が上昇すると抵抗値が増大するので、例えば、図３に矢印Ｐ１で示す位置のように、直流モータ５に直列に接続すればよく、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタを用いる場合には、温度が上昇すると、抵抗値が減少するので、例えば、直流モータ５に並列に接続すればよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、分圧抵抗（抵抗器６２７）によって、２つの電圧を生成したが、定電流ダイオードや、パルス制御、変圧器などで２つの電圧を生成してもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、すべり部分を利用しない駆動力伝達機構３として全てを歯車で構成した例を掲げたが、すべり部分を利用しない駆動力伝達機構３としては、タイミングベルトやチェーンなどを利用したものを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した弁体駆動装置の縦断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す弁体駆動装置に構成した駆動機構の平面的なレイアウトを示す説明図、およびこの駆動機構に用いたモータ駆動回路の説明図である。
【図３】図１に示す弁体駆動装置に構成したモータ駆動回路の回路図である。
【図４】図１に示す弁体駆動装置に構成したモータ駆動回路から出力される駆動電圧の波形図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 弁体駆動装置
２ 駆動機構
３ 駆動力伝達機構
６ モータ駆動回路
５ 直流モータ
２０ 出力部材
３０ 復帰バネ
８０ ストッパ
６２７ 抵抗器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水洗トイレなどに設置された貯水槽の排水孔を開閉するための弁体を駆動する弁体駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水洗トイレにおいては電動式自動トイレ洗浄装置が普及しつつあり、かかる電動式自動トイレ洗浄装置では、スイッチ操作によって、貯水槽の排水孔を開閉するための弁体を駆動する。このような開閉動作を行なう際、出力部材の駆動を開始した以降、駆動源から出力部材への駆動力伝達機構において、歯車の噛み合いを外すことにより、所定時間後、排水孔を閉状態にする。また、出力部材の駆動を開始した以降、歯車の回転を利用して機械的なタイマースイッチを構成し、かかるタイマースイッチにより、駆動源への電源供給を停止するなどの構成が採用されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
また、歯車の回転を利用した機械的なタイマースイッチを構成すれば、出力部材の動作に正確に連動させて、駆動源を制御でき、出力部材に対するトルクを切り換えることもできる（特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００２−３９３１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６６１１号公報
【特許文献３】特開平１１−２００４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、出力部材の駆動を開始した以降、駆動源から出力部材への駆動力伝達機構において、歯車の噛み合いを外すことにより、所定時間後、排水孔を閉状態にする構成を採用すると、再結合の際に衝突音が発生するという問題や、歯先同士が適正に噛み合わず、ロック状態となるなどの問題点がある。
【０００５】
また、駆動力伝達機構にタイマースイッチを内蔵させると、部材の組み込みやリード線の引き回しが複雑になるため、コストが増大するという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、簡素な構成で、出力部材を所定の条件で駆動することができる弁体駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、貯水槽の排水孔を開閉するための弁体に連結された出力部材と、該出力部材を開方向に駆動する駆動機構と、を有する弁体駆動装置において、前記駆動機構は、出力部材を駆動するための駆動源としての直流モータと、該直流モータの出力を前記出力部材に伝達する駆動力伝達機構と、前記直流モータに駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、部材同士の当接により前記出力部材の開方向の位置を規定するストッパと、を備え、前記モータ駆動回路は、前記弁体が閉状態から開状態に移行する際、第１駆動電圧を前記直流モータに供給する第１駆動モードと、前記弁体が開状態に移行した後、前記第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を供給するとともに、前記ストッパが作動した以降も前記第２駆動電圧を前記直流モータに印加する第２駆動モードと、所定時間経過後、前記直流モータに対する電圧供給を停止する駆動停止動作と、を実行することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、出力部材の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパを設け、かかるストッパによって、出力部材の開方向の位置を規定する。また、モータ駆動回路は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータに供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、弁体が開状態に移行し、さらに、ストッパが作動した以降、第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を直流モータに印加する。ここで、直流モータは、駆動電圧によってトルクが制御される。このため、ストッパが作動するときは、出力部材が低トルクで駆動されているので、ストッパが作動する際、大きな衝突音が発生せず、部材が損傷することもない。また、第１駆動モードや第２駆動モードは、モータ駆動回路によって実現されるので、駆動力伝達機構にタイマースイッチを設ける必要がない。さらに、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータに供給するため、直流モータの発熱を低く抑えることができる。ここで、第２駆動モードでも駆動電圧を印加するので、弁体の位置と第１駆動モードから第２駆動モードに切り換わるタイミングとの間にずれが発生した場合でも弁体の動作に支障がない。それ故、モータ駆動回路側からの制御のみで第１駆動モードから第２駆動モードへの切り換え制御でよく、駆動機構の側にタイマースイッチを設ける必要がない。それ故、部材の組み込みやリード線の引き回しなどを簡素化することができる。さらに、直流モータの場合、交流モータに比較して感電のおそれが少ないという利点もある。
【０００９】
本発明において、前記弁体は、前記貯水槽内で流体圧を受けた状態で前記排水孔を閉状態にしている。かかる構成の場合、弁体を閉状態から開状態に移行するのに大きなトルクを必要とするが、本発明では、かかるタイミングのときは、高い第１駆動電圧を印加する第１駆動モードであるため、弁体を閉状態から開状態にスムーズに移行させることができる。また、。弁体が開状態に移行した後は、比較的小さなトルクで十分であるが、本発明では、かかるタイミングのときは、低い第２駆動電圧を印加する第２駆動モードである。従って、低消費電力化を図ることができる。
【００１０】
本発明において、前記駆動力伝達機構では、前記直流モータから前記出力部材まで歯車輪列のみで駆動力が伝達されることが好ましい。すなわち、本発明では、駆動力伝達機構に滑り部分を含ませる必要がないので、滑り部分での磨耗に起因する不具合が発生しない。
【００１１】
本発明において、前記駆動力伝達機構は、変速比が常時一定であることが好ましい。すなわち、本発明では、変速比を途中で切り換えるための高価な変形歯車などを用いないので、コストの低減を図ることができる。
【００１２】
本発明において、前記モータ駆動回路は、一定の電圧から前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを生成するための分圧抵抗を備えていることが好ましい。このように構成すると、２つの電圧（第１駆動電圧および第２駆動電圧）を生成する場合でも、電源としては一つで済む。それ故、回路構成を簡素化することができるので、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
本発明において、前記直流モータの温度に感応する温度センサを備え、前記モータ駆動回路は、当該温度センサでの検出結果に基づいて前記駆動電圧を変化させることが好ましい。本発明では、弁体が開状態に移行した後、ストッパが作動している期間中も電圧（第２駆動電圧）を印加する以上、直流モータが発熱するおそれがあるが、直流モータの温度をセンサによって監視し、直流モータが発熱した場合には駆動電圧を低下、あるいは駆動電圧の供給停止を行なう。それ故、直流モータの破損を防止することができる。
【００１４】
本発明において、前記駆動機構は、前記モータ駆動回路から前記直流モータへの駆動電圧の供給が停止したとき前記出力部材を閉方向に変位させる復帰バネを備えていることが好ましい。このように構成すると、通常動作時および停電時のいずれにおいても、出力部材を閉方向に移動的に変位させることができる。また、かかる復帰バネは出力部材を閉方向に付勢するので、復帰バネは、ストッパが作動する際に大きな衝突音が発生するのを防止する効果も奏する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、出力部材の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパを設け、かかるストッパによって、出力部材の開方向の位置を規定する。また、モータ駆動回路は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータに供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、弁体が開状態に移行し、さらに、ストッパが作動した以降、第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を直流モータに印加する。このため、ストッパが作動するときは、出力部材が低トルクで駆動されているので、ストッパが作動する際、大きな衝突音が発生せず、部材が損傷することもない。また、第１駆動モードや第２駆動モードは、モータ駆動回路によって実現されるので、駆動力伝達機構にタイマースイッチを設ける必要がない。さらに、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータに供給するため、直流モータの発熱を低く抑えることができる。ここで、第２駆動モードでも駆動電圧を印加するので、弁体の位置と第１駆動モードから第２駆動モードに切り換わるタイミングとの間にずれが発生した場合でも弁体の動作に支障がない。それ故、モータ駆動回路側からの制御のみで第１駆動モードから第２駆動モードへの切り換え制御でよく、駆動機構の側にタイマースイッチを設ける必要がない。それ故、部材の組み込みやリード線の引き回しなどを簡素化することができる。さらに、直流モータの場合、交流モータに比較して感電のおそれが少ないという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明を適用した弁体駆動装置の縦断面図である。図２（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す弁体駆動装置に構成した駆動機構の平面的なレイアウトを示す説明図、およびこの駆動機構に用いたモータ駆動回路の説明図である。
【００１８】
図１に示す弁体駆動装置１は、水洗トイレに使用される電動式自動トイレ洗浄装置において、貯水槽の排水孔を開閉するための弁体（図示せず）を駆動するための装置であって、弁体を排水孔の閉位置から開位置へ移動させる第１段階、弁体を開位置に保持して排水する第２段階、および弁体の開位置から移動させて排水を停止する第３段階を順に実施する。
【００１９】
かかる動作を行なうために、弁体駆動装置１は、ケース７内に軸状の出力部材２０を有しており、出力部材２０の一方端は、開閉部材（図示せず）を介して弁体に連結されている。出力部材２０の他方端には、手動レバー軸２８が連結されており、かかる手動レバー軸２８には、開閉部材を手動で操作するためのレバー２８０が連結されている。従って、手動レバー軸２８を手動で時計周りＣＷに回転させると、出力部材２０が時計周りＣＷに回転し、大便用の多量の洗浄水を流すことができる一方、手動レバー軸２８を手動で反時計周りＣＣＷに回転させると、出力部材２０が反時計周りＣＣＷに回転し、小便用の少量の洗浄水を流すことができる。
【００２０】
ケース７は、出力部材２０の一方端側に位置するケース本体７１と、出力部材２０の他方側に位置するケース蓋体７２とからなり、ケース本体７１およびケース蓋体７２に形成された円筒状筒部７６１、７７１を利用して、出力部材２０を回動自在に支持する軸受７６、７７が構成されている。ケース７は、電動式自動トイレ洗浄装置の水槽に対して所定の位置に配置され、その結果、出力部材２０は弁体に対して所定の位置に配置される。なお、ケース蓋体７２と出力部材２０との間には圧縮バネ２５が配置されており、出力部材２０は他方端側に向けて付勢されている。
【００２１】
このように構成した出力部材２０に対しては、以下に説明する駆動機構２が構成されている。本形態において、駆動機構２は、出力部材２０を駆動するための駆動源としての直流モータ５と、直流モータ５の出力を出力部材２０に伝達する駆動力伝達機構３とを備えており、直流モータ５に対しては、図３および図４を参照して後述するモータ駆動回路６が構成されている。ここで、直流モータ５は、双方向の回転が可能であり、モータ駆動回路６に用いた抵抗器６２７などとともに回路基板６２上に搭載されている。なお、回路基板６２には、ハーネス６９が接続されており、かかるハーネス６９を介して、駆動電圧の供給が行なわれる。
【００２２】
駆動力伝達機構３は、直流モータ５の出力部材２０に固着されたピニオン５０、第１歯車体５１、第２歯車体５２、第３歯車体５３、および第４歯車体５４からなる減速輪列を備えており、第４歯車体５４は出力部材２０と一体に回転する。これらの歯車のうち、第４歯車は出力部材２０に固定されており、出力部材２０と一体に回転する。第１歯車体５１、第２歯車体５２および第３歯車体５３は各々、ケース７に固定された支軸に回転可能に支持されており、第１歯車体５１の大径歯車部はピニオン５０に噛合し、第２歯車体５２の大径歯車部は第１歯車体５１の小径歯車部に噛合し、第３歯車体５３の大径歯車部は第２歯車体５２の小径歯車部に噛合し、第４歯車体５４は第３歯車体５３の小径歯車部に噛合している。
【００２３】
ここで、手動レバー軸２８を軸線方向外側に引っ張ったとき、出力部材２０と第４歯車体５４との機構的な接続、あるいは第４歯車体５４と第３歯車体５３との機構的な接続が解除され、手動レバー軸２８を離したときに、出力部材２０と第４歯車体５４との機構的な接続、あるいは第４歯車体５４と第３歯車体５３との機構的な接続が復活するように構成すれば、手動レバー軸２８を手動で操作する際に必要な力が小さくて済む。
【００２４】
出力部材２０の一方端側の周りには、捩じりコイルバネからなる復帰バネ３０が変形可能な状態に装着されており、かかる復帰バネ３０は、双方向に回転可能な出力部材２０を中立位置に向けて両側から付勢するバネ部材として機能する。ここで、復帰バネ３０は、両端部が半径方向外側に折り曲げられて被支持部３０ａ、３０ｂになっている一方、被支持部３０ａ、３０ｂで挟まれた部分には、ケース本体７１から起立した固定側突起７１１と、第４歯車体５４に形成された可動側突起５４１が位置する。また、ケース本体７１において、第４歯車体５４を挟んで固定側突起７１１が位置する側とは反対側には、可動側突起５４１とストッパ８０を構成する度当たり部７１５が形成されている。本形態では、出力部材２０が時計周りＣＣＷに回転すると、大便用に多量の水を流すように設定され、出力部材２０が反時計周りＣＣＷに回転すると、小便用に少量の水を流すように設定されている。このため、度当たり部は、第４歯車体５４を挟んで固定側突起７１１が位置する側とは反対側のうち、時計周りＣＷにわずかにずれた位置に形成されている。
【００２５】
本形態では、第４歯車体５４が時計周りＣＷに回転すると、被支持部３０ｂは、固定側突起７１１で位置固定されたまま、可動側突起５４１によって被支持部３０ａが時計周りＣＷに移動する。そして、可動側突起５４１がケース本体７１に形成された度当たり部に当接すると、回転が停止し、その後、第４歯車体５４に加わっていた力がなくなると、復帰バネ３０の戻り力によって第４歯車体５４が反時計周りＣＣＷに回転し、元の位置に戻る。
【００２６】
また、第４歯車体５４が反時計周りＣＣＷに回転すると、被支持部３０ａは、固定側突起７１１で位置固定されたまま、可動側突起５４１によって被支持部３０ｂが反時計周りＣＣＷに移動する。そして、可動側突起５４１がケース本体７１に形成された度当たり部に当接すると、回転が停止し、その後、第４歯車体５４に加わっていた力がなくなると、復帰バネ３０の戻り力によって第４歯車体５４が時計周りＣＷに回転し、元の位置に戻る。
【００２７】
（モータ駆動回路の構成）
図３および図４は各々、図１に示す弁体駆動装置１に構成したモータ駆動回路６の回路図、およびこのモータ駆動回路６から出力される駆動電圧の波形図である。なお、本形態では、直流モータ５に対する駆動電圧として、第１駆動電圧と、第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧が用いられる。かかる電圧についは限定されるものではないが、以下の説明では、第１駆動電圧を１２Ｖとし、第２駆動電圧を５Ｖに設定した場合を例示する。
【００２８】
図３において、本形態の弁体駆動装置１において直流モータ５に対するモータ駆動回路６は、１２Ｖの直流電圧を生成する電源６１１を備えた電源部６１と、電源部６１と直流モータ５とを接続するグランド配線ＧＮＤと、電源部６１と直流モータ５とを接続する第１配線６６とを有している。また、第１配線６６には第１スイッチＳＷ1が介挿されている。また、第１配線６６には、第１スイッチＳＷ1に対して並列に第２配線６７が電気的に接続されており、かかる第２配線６７には、第２スイッチＳＷ2および抵抗器６２７が直列に介挿されている。かかる抵抗器６２７としては定格が１Ｗ以上のものが用いられる。
【００２９】
ここで、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2はいずれも、タイマーを内蔵の制御部６４の制御の下、開閉動作を行なう。かかる制御部６４は、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤に形成されたボタンスイッチ（図示せず）での操作に基づいて、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2の制御を行なう。かかるモータ駆動回路６において、第１配線６６、第２配線６７および抵抗器６２７は、ケース２内の回路基板６２上に配置され、電源部６１および制御部６４は、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤内に配置されている。
【００３０】
このように構成したモータ駆動回路６では、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤のボタンスイッチに対して操作が行なわれるまでの間、制御部６４は、図４に示すように、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオフ状態としておき、時刻Ｔ０において、制御盤のボタンスイッチに対して洗浄水を流すようにとの操作が行なわれると、制御部６４は、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオン状態とする。その結果、図４に示すように、図３に示す各位置での電圧Ａ、Ｂ、Ｃは、各々、５Ｖ、１２Ｖ、１２Ｖとなる。従って、直流モータ５には、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、１２Ｖ（第１駆動電圧）が印加される（第１駆動モード）。
【００３１】
次に、制御部６４は、時刻Ｔ１において、第２スイッチＳＷ2をオン状態のまま、第１スイッチＳＷ1をオフ状態とし、かかる状態は、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、継続される。その結果、図３に示す各位置での電圧Ａ、Ｂ、Ｃは各々、５Ｖ、５Ｖ、５Ｖとなる。従って、直流モータ５には、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、５Ｖ（第２駆動電圧）が印加される（第２駆動モード）。
【００３２】
しかる後に、制御部６４は、時刻Ｔ２において、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオフ状態とする。その結果、図４に示すように、図３に示す各位置での電圧Ａ、Ｂ、Ｃは各々、０Ｖ、０Ｖ、０Ｖとなる。従って、直流モータ５には、駆動電圧が印加されない（駆動停止モード）。
【００３３】
なお、電動式自動トイレ洗浄装置本体側の制御盤には、大便用および小便用の２つのボタンスイッチが形成されており、大便用のボタンスイッチが押された場合には、出力部材２０が時計周りＣＷの方向に回転して多量の洗浄水を流し、小便用のボタンスイッチが押された場合には、出力部材２０が反時計周りＣＣＷの方向に回転して少量の洗浄水を流す。かかる動作は、電源部６１から出力される電圧の極性などを変えれば、出力部材２０の回転方向を換えることができる。また、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオンオフさせるタイミングを大便用と小便用とで相違させることもある。
【００３４】
（基本的な動作）
本形態の弁体駆動装置１では、時刻Ｔ０において、制御盤のボタンスイッチに対して大便用の洗浄水を流すようにとの操作が行なわれると、制御部６４は、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオン状態とするので、直流モータ５には、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間、１２Ｖ（第１駆動電圧）が印加される。従って、直流モータ５は比較的、大きなトルクを発生させ、復帰バネ３０のバネ力に抗して、出力部材２０を時計周りＣＷに回転させる。その結果、出力部材２０は、弁体を排水孔を塞ぐ位置から開放する位置に移動させる。その間、復帰バネ３０は、拡径する方向に変形する（第１段階／第１駆動モード）。
【００３５】
次に、制御部６４は、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、第２スイッチＳＷ2をオン状態のまま、第１スイッチＳＷ1をオフ状態とするので、直流モータ５には、時刻Ｔ１〜Ｔ２までの期間、５Ｖ（第２駆動電圧）が印加される。従って、直流モータ５は、時刻Ｔ０〜Ｔ１までの期間よりも小さなトルクを発生させるだけであるが、復帰バネ３０のバネ力に抗して、出力部材２０をさらに時計周りＣＷに回転させる。その結果、出力部材２０は、弁体を排水孔をさらに開放する位置に移動させる。その間、復帰バネ３０は、拡径する方向に変形する（第２段階／第２駆動モード）。
【００３６】
そして、時刻Ｔ１〜Ｔ２の期間の途中において、第４歯車体５４の可動側突起５４１がケース本体７１に形成された度当たり部７１５に当接すると、出力部材２０は回転が停止し、それ以降、時刻Ｔ２までは、弁体は、開方向の所定位置で停止する。その間、モータ駆動回路６は、直流モータ５に５Ｖ（第２駆動電圧）の駆動電圧を印加し続ける。
【００３７】
しかる後に、制御部６４は、時刻Ｔ２において、第１スイッチＳＷ1および第２スイッチＳＷ2をオフ状態とする。その結果、直流モータ５には、駆動電圧が印加されないので、出力部材２０および第２歯車体５２は、復帰バネ３０の戻り力によって第４歯車体５４が反時計周りＣＣＷに回転し、駆動力伝達機構３に用いた歯車を反転させながら、元の位置に戻る。それ故、弁体は排水孔を塞ぐ状態に戻り、貯水槽での水の貯留が開始される（第３段階／駆動停止モード）。
【００３８】
なお、時刻Ｔ０において、制御盤のボタンスイッチに対して小便用の洗浄水を流すようにとの操作が行なわれた場合も、基本的な動作は同一であるため、説明を省略する。
【００３９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、出力部材２０の開方向の位置を規定することを目的に部材同士の当接を利用したストッパ８０を設け、かかるストッパ８０によって、出力部材２０の開方向の位置を規定する。また、モータ駆動回路６は、第１駆動モードにおいて、第１駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体を閉状態から開状態に移行させた後、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータ５に供給して弁体をさらに開状態に移動させ、ストッパ８０が作動した以降も、第２駆動電圧を直流モータ５に印加し続ける。ここで、直流モータ５は、駆動電圧によってトルクが制御される。このため、ストッパ８０が作動するときは、出力部材２０が低トルクで駆動されているので、ストッパ８０が作動する際、大きな衝突音が発生せず、部材が損傷することもない。さらに、第２駆動モードでは、第１駆動電圧より低い第２駆動電圧を直流モータ５に供給するため、直流モータ５の発熱を低く抑えることができる。
【００４０】
また、第１駆動モードや第２駆動モードは、モータ駆動回路６によって実現されるので、駆動力伝達機構３に機械式のタイマースイッチを設ける必要がない。また、第２駆動モードでも駆動電圧を印加するので、弁体の位置と第１駆動モードから第２駆動モードに切り換わるタイミングとの間にずれが発生した場合でも弁体の動作に支障がない。それ故、モータ駆動回路６側からの制御のみで第１駆動モードから第２駆動モードへの切り換え制御でよく、駆動機構２の側にタイマースイッチを設ける必要がない。それ故、部材の組み込みやリード線の引き回しなどを簡素化することができる。さらに、直流モータ５の場合、交流モータに比較して感電のおそれが少ないという利点もある。
【００４１】
また、弁体は、貯水槽内で流体圧を受けた状態で排水孔を閉状態にしているため、弁体を閉状態から開状態に移行するのに大きなトルクを必要とするが、本形態では、かかるタイミングのときは、高い第１駆動電圧を印加する第１駆動モードであるため、弁体を閉状態から開状態にスムーズに移行させることができる。また、弁体が開状態に移行した後は、比較的小さなトルクで十分であるが、本形態では、かかるタイミングのときは、低い第２駆動電圧を印加する第２駆動モードである。従って、低消費電力化を図ることができる。
【００４２】
さらに、本形態において、モータ駆動回路６は、一定の電圧から第１駆動電圧と第２駆動電圧とを生成するのに抵抗器６２７（分圧抵抗）を用いているので、２つの電圧（第１駆動電圧および第２駆動電圧）を生成する場合でも、電源６１１は一つで済む。それ故、回路構成を簡素化することができるので、コストの低減を図ることができる。
【００４３】
さらにまた、本形態では、駆動力伝達機構３では、直流モータ５から出力部材２０まで歯車輪列のみで駆動力が伝達され、駆動力伝達機構３に滑り部分を含んでいない。それ故、本形態によれば、滑り部分での磨耗に起因する不具合が発生しない。しかも、駆動力伝達機構３は、変速比が常時一定であり、変速比を途中で切り換えるための高価な変形歯車などを用いないので、コストの低減を図ることができる。
【００４４】
また、駆動機構２は、モータ駆動回路６から直流モータ５への駆動電圧の供給が停止したとき出力部材２０を閉方向に変位させる復帰バネ３０を備えているため、通常動作時および停電時のいずれにおいても、出力部材２０を閉方向に移動的に変位させることができる。また、かかるバネは出力部材２０を閉方向に付勢するので、バネは、ストッパ８０が作動する際に大きな衝撃音が発生しない。
【００４５】
（他の実施の形態）
上記実施の形態においては、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、直流モータ５の温度に感応するセンサ６８を備え、モータ駆動回路６は、センサ６８での検出結果に基づいて駆動電圧を変化させることが好ましい。かかるセンサ６８としてはサーミスタを用いることができる。かかるサーミスタのうち、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）サーミスタを用いる場合には、温度が上昇すると抵抗値が増大するので、例えば、図３に矢印Ｐ１で示す位置のように、直流モータ５に直列に接続すればよく、ＮＴＣ（Negative Temperature Coefficient）サーミスタを用いる場合には、温度が上昇すると、抵抗値が減少するので、例えば、直流モータ５に並列に接続すればよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、分圧抵抗（抵抗器６２７）によって、２つの電圧を生成したが、定電流ダイオードや、パルス制御、変圧器などで２つの電圧を生成してもよい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、すべり部分を利用しない駆動力伝達機構３として全てを歯車で構成した例を掲げたが、すべり部分を利用しない駆動力伝達機構３としては、タイミングベルトやチェーンなどを利用したものを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した弁体駆動装置の縦断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、図１に示す弁体駆動装置に構成した駆動機構の平面的なレイアウトを示す説明図、およびこの駆動機構に用いたモータ駆動回路の説明図である。
【図３】図１に示す弁体駆動装置に構成したモータ駆動回路の回路図である。
【図４】図１に示す弁体駆動装置に構成したモータ駆動回路から出力される駆動電圧の波形図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 弁体駆動装置
２ 駆動機構
３ 駆動力伝達機構
６ モータ駆動回路
５ 直流モータ
２０ 出力部材
３０ 復帰バネ
８０ ストッパ
６２７ 抵抗器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水槽の排水孔を開閉するための弁体に連結された出力部材と、該出力部材を開方向に駆動する駆動機構と、を有する弁体駆動装置において、
前記駆動機構は、出力部材を駆動するための駆動源としての直流モータと、該直流モータの出力を前記出力部材に伝達する駆動力伝達機構と、前記直流モータに駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、部材同士の当接により前記出力部材の開方向の位置を規定するストッパと、を備え、
前記モータ駆動回路は、前記弁体が閉状態から開状態に移行する際、第１駆動電圧を前記直流モータに供給する第１駆動モードと、前記弁体が開状態に移行した後、前記第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を供給するとともに、前記ストッパが作動した以降も前記第２駆動電圧を前記直流モータに印加する第２駆動モードと、所定時間経過後、前記直流モータに対する電圧供給を停止する駆動停止動作と、を実行することを特徴とする弁体駆動装置。
【請求項２】
前記弁体は、前記貯水槽内で流体圧を受けた状態で前記排水孔を閉状態にしていることを特徴とする請求項１に記載の弁体駆動装置。
【請求項３】
前記駆動力伝達機構では、前記直流モータから前記出力部材まで歯車輪列のみで駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１または２に記載の弁体駆動装置。
【請求項４】
前記駆動力伝達機構は、変速比が常時一定であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【請求項５】
前記モータ駆動回路は、一定の電圧から前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを生成するための分圧抵抗を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【請求項６】
前記直流モータの温度に感応するセンサを備え、
前記モータ駆動回路は、当該センサでの検出結果に基づいて前記駆動電圧を変化させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記モータ駆動回路から前記直流モータへの駆動電圧の供給が停止したとき前記出力部材を閉方向に変位させる復帰バネを備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【請求項１】
貯水槽の排水孔を開閉するための弁体に連結された出力部材と、該出力部材を開方向に駆動する駆動機構と、を有する弁体駆動装置において、
前記駆動機構は、出力部材を駆動するための駆動源としての直流モータと、該直流モータの出力を前記出力部材に伝達する駆動力伝達機構と、前記直流モータに駆動電圧を供給するモータ駆動回路と、部材同士の当接により前記出力部材の開方向の位置を規定するストッパと、を備え、
前記モータ駆動回路は、前記弁体が閉状態から開状態に移行する際、第１駆動電圧を前記直流モータに供給する第１駆動モードと、前記弁体が開状態に移行した後、前記第１駆動電圧よりも低い第２駆動電圧を供給するとともに、前記ストッパが作動した以降も前記第２駆動電圧を前記直流モータに印加する第２駆動モードと、所定時間経過後、前記直流モータに対する電圧供給を停止する駆動停止動作と、を実行することを特徴とする弁体駆動装置。
【請求項２】
前記弁体は、前記貯水槽内で流体圧を受けた状態で前記排水孔を閉状態にしていることを特徴とする請求項１に記載の弁体駆動装置。
【請求項３】
前記駆動力伝達機構では、前記直流モータから前記出力部材まで歯車輪列のみで駆動力が伝達されることを特徴とする請求項１または２に記載の弁体駆動装置。
【請求項４】
前記駆動力伝達機構は、変速比が常時一定であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【請求項５】
前記モータ駆動回路は、一定の電圧から前記第１駆動電圧と前記第２駆動電圧とを生成するための分圧抵抗を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【請求項６】
前記直流モータの温度に感応するセンサを備え、
前記モータ駆動回路は、当該センサでの検出結果に基づいて前記駆動電圧を変化させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、前記モータ駆動回路から前記直流モータへの駆動電圧の供給が停止したとき前記出力部材を閉方向に変位させる復帰バネを備えていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の弁体駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−７７４６（Ｐ２０１０−７７４６Ａ）
【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２００８−１６６８３３（Ｐ２００８−１６６８３３）
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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