專利名稱：便座升降裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于對西式便器的便座進行升降的便座升降裝置。
背景技術：
西式便器中，便座和便蓋以進深的內側為中心進行旋轉而成為平臥形態(tài)及立起形態(tài)。因此，即使想對便器本體上表面的進深內側進行清掃，但因便器本體與便座之間只留有極其狹小的間隙，即使想對該部分進行清掃，手也無法伸入。為此，已有了通過手動可使便座組件從便器本體浮起的便座升降裝置的提案(例如，參照專利文獻1日本特開平8-177104號公報)。
但是，對于像專利文獻1所揭示的便座升降裝置那樣利用手動抬起便座組件的結構，對用手抬起清掃前的粘污的便座組件在心理上存在抵觸感的問題。另外，在廁所這樣的狹窄空間中，不得不以不自然的姿勢進行用手抬起便座組件的工作，這是很費力的。而且，對于便座組件，在附加有使便座因自重而傾倒時的速度減小的阻尼裝置、或用電動方式開閉便蓋的電動機構等的情況下，也需要將這些機構一起抬起，因此很重，這一工作很費力。
發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能減輕將便座組件從便器本體浮起時的負擔、且即使用手動使便座組件急劇下降時等也不會發(fā)生機構部分破損的便座升降裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的便座升降裝置包括固定在西式便器的便器本體側的固定構件；安裝有便座組件的可動構件；沿上下方向引導該可動構件的導向機構，其特征在于，還包括具有電動機、將來自該電動機的驅動力傳遞至所述可動構件的減速齒輪列的升降驅動機構；在從所述電動機的轉子向所述可動構件的驅動力傳遞路徑的中途位置，根據負載而將機構性的連接予以接通、斷開的扭矩限制器；監(jiān)視所述可動構件的移動速度的監(jiān)視裝置；以及負載發(fā)生裝置，其在該監(jiān)視裝置得到的監(jiān)視結果中當所述移動速度達到規(guī)定水準以上時，在所述轉子側產生所述扭矩限制器切斷機構性的連接的負載。
本發(fā)明中，所述驅動源是步進電機，所述負載發(fā)生裝置最好是所述移動速度達到規(guī)定水準以上時、在所述步進電機中進行保持轉子的控制的電動機控制裝置。如此構成，在便座組件例如急劇下降時對轉子起到制動作用，對扭矩限制器施加扭矩。因此，以簡單的控制使扭矩限制器進行切斷。
本發(fā)明中，所述驅動源是步進電機，所述負載發(fā)生裝置最好是電動機控制裝置，該電動機控制裝置在所述移動速度達到規(guī)定水準以上時，在所述步進電機中對轉子進行控制，向與所述可動構件正在移動的方向相同的方向、即向驅動所述可動構件的方向使轉子旋轉。因外力使可動構件例如急劇下降時，若使轉子朝可動構件下降的方向旋轉驅動，則因轉子可動構件高速下降引起的失調扭矩比保持轉子的場合大，而對轉子施加大的制動力。因此，能可靠地使扭矩限制器進行切斷動作。
本發(fā)明中，構成了以電動方式使安裝了便座組件的可動構件上升驅動的驅動機構，故清掃便器本體和便座下表面的進深內側時，不需要用手抬起便座組件。因此，可減輕清掃西式便器時的負擔，且可消除在清掃之前接觸便座組件的抵觸感。另外，在因外力使便座組件例如急劇下降時，當其下降速度達到規(guī)定水準以上時，負載發(fā)生裝置產生使扭矩限制器進行切斷動作那樣的負載。因此，由扭矩限制器遮斷從電動機向可動構件的驅動力傳遞路徑，故電動機的轉子不會因便座組件的急劇下降而高速空轉。因此，電動升降便座組件的結構，即使便座組件急劇下降，也不會因轉子的慣性引起的旋轉為原因在驅動力傳遞路徑上產生機械式的破壞。
附圖的簡單說明
圖1(A)、(B)分別表示具有應用了本發(fā)明的便座升降裝置的西式便器單元中，便座放下的狀態(tài)的說明圖及便座從便器本體抬起的狀態(tài)的說明圖。
圖2是表示應用了本發(fā)明的便座升降裝置的主視圖。
圖3(A)、(B)分別表示圖2所示的便座升降裝置中、用圖2的A-A’線剖切表示可動板上升狀態(tài)的概要剖視圖，及利用圖2的A-A’剖切表示的可動板下降狀態(tài)的概要剖視圖。
圖4表示從圖2所示的便座升降裝置上拆卸了可動板及左側滑塊的狀態(tài)的主視圖。
圖5是表示將圖2所示的便座升降裝置的機構部分沿圖4的B-B’線展開的說明圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對應用了本發(fā)明的便座升降裝置的一例進行說明。
(便器單元的結構)
圖1(A)、(B)分別表示具有應用了本發(fā)明的便座升降裝置的西式便器單元中，便座放下的狀態(tài)的說明圖及便座從便器本體抬起的狀態(tài)的說明圖。
如圖1(A)所示，本形態(tài)的西式便器單元具有西式的便器本體11、在該便器本體11上開閉的便座12、在該便座12上開閉的便蓋13，便座12及便蓋13以進深內側為中心旋轉而成為平臥形態(tài)及立起形態(tài)。這里，便座12及便蓋13作為便座組件10一體化，在該便座組件10上，有時根據需要而內置有緩和便座12及便蓋13因自重而平臥時的速度的阻尼裝置或用于電動開閉便蓋的電動裝置。不管哪一種情況，本形態(tài)的西式便器單元如圖1(B)所示，構成能將便座12(便座組件10)從便器本體11浮起，以對便器本體11的上表面可一直清掃到進深內側的電動式的便座升降裝置1。
(便座升降裝置的結構)圖2是表示應用了本發(fā)明的便座升降裝置的主視圖。圖3(A)、(B)都表示圖2的A-A’線的概要剖視圖，圖3(A)表示可動板上升狀態(tài)，圖3(B)表示可動板下降狀態(tài)。圖4及圖5表示從應用了本發(fā)明的便座升降裝置上拆卸了可動板及左側滑塊的狀態(tài)的主視圖及將該便座升降裝置的機構部分沿圖4的B-B’線展開的說明圖。
如圖2及圖3(A)、(B)所示，本形態(tài)的便座升降裝置1包括具有朝向便器本體11(參照圖1)的上表面部分的固定面21的固定板2(固定構件)；在固定板2的后端朝上方彎折的垂直面22的上端部分固定的倒L字形的擋板3；跨越擋板3的水平部分31和固定板2的固定面21之間的圓柱狀的右導向軸41及左導向軸42(引導機構)。
在左右導向軸41、42上，支承有可分別沿這些導向軸41、42上下滑動的右側滑塊51及左側滑塊(未圖示)，還安裝有可動板6(可動構件)以覆蓋左右的滑塊51的前表面及上表面。右側滑塊51及左側滑塊呈大致長方體形狀，分別具有插入導向軸41、42的軸承部分511。
這里，可動板6的上表面60固定有便座組件10，因此，當左右的滑塊51沿導向軸41、42上下移動時，固定在可動板6上的便座組件10也一體地上下移動。
如圖4及圖5所示，本形態(tài)的便座升降裝置1中，相對于右側滑塊51，構成在上下方向驅動該右側滑塊51的電動式的驅動機構5，右側的滑塊51通過該驅動機構5被上下驅動時，圖2及圖3(A)、(B)所示的可動板6及便座組件10也上下移動。
作為這樣的驅動機構5，本形態(tài)中，首先，在右側滑塊51的左面的上下方向的全范圍內形成齒條53。
另外，在由左右導向軸41、42圍起的空間內，配置有作為驅動機構5的驅動源的可正反雙向旋轉的步進電機7、傳遞該步進電機7的驅動力的減速齒輪列70、及借助該減速齒輪列70進行旋轉驅動的輸出小齒輪80，該輸出小齒輪80與右側滑塊51的齒條53嚙合。步進電機7配置在擋板3的正下方，輸出小齒輪80配置在便座升降裝置1的高度方向的大致中央位置。
另外，本形態(tài)的便座升降裝置1中，構成對步進電機7的定子703的供電等進行控制的驅動控制部100。
減速齒輪列70包括具有與步進電機7的旋轉軸連接的小齒輪75嚙合的大直徑齒輪的惰輪71；具有與該惰輪71嚙合的大直徑齒輪的第1減速輪72；具有與該第1減速輪72的小直徑齒輪嚙合的大直徑齒輪的第2減速輪73；以及具有與該第2減速輪73的小直徑齒輪嚙合的大直徑齒輪81的輸出輪8，相對于該輸出輪8的一方端部構成輸出小齒輪80。
本形態(tài)中，對于目的在后面敘述，在步進電機7的轉子702與旋轉軸701之間構成內置有棘輪的扭矩限制器110。該扭矩限制器110，在從轉子702向旋轉軸701傳遞驅動力時，始終傳遞使可動板6下降的方向的旋轉，但使可動板6上升的方向的旋轉，如在旋轉軸701側作用過大的負載，則遮斷傳遞。因此，相反動力從旋轉軸701傳遞至轉子702時，可動板6上升的方向的旋轉始終得到傳遞，但可動板6下降的方向的旋轉，如在轉子702側作用過大的負載，則切斷傳遞。
(對便座組件的監(jiān)視裝置的結構)如圖5所示，輸出輪8上，隔著大直徑齒輪81而在輸出小齒輪80的相反側的端部構成小直徑齒輪82，在該小直徑齒輪82的下方位置配置有與小直徑齒輪82嚙合的傳感器齒輪15。該傳感器齒輪15的旋轉軸105的端部從固定板2的垂直面22向背面?zhèn)韧怀?。該旋轉軸105突出部分101的截面形狀為D字形，該突出部分101與電位差計14的轉子部的D字形的孔嵌合。因此，當傳感器齒輪15的旋轉軸105旋轉，電位差計14的轉子部一體旋轉。
這里，傳感器齒輪15的齒數構成為，輸出小齒輪80在右側滑塊51的齒條53的全范圍內驅動期間，傳感器齒輪15的旋轉為不到1周。因此，電位差計14向控制部100輸出與傳感器齒輪15的旋轉軸(轉子部)的角度位置對應的信號，故控制部100可檢測右側滑塊51的上下方向的位置即便座組件5及可動板6的高度位置。
另外，也可通過便座組件5及可動板6的高度位置的時間變化檢測便座組件5的移動速度。
(擋板的結構)
如圖3(A)、(B)所示，在左右滑塊51的背面?zhèn)鹊呐c固定板2的垂直面22相對的部分分別開設有角孔55。在這些角孔55的內部分別可在水平方向進退地配置的卡合構件95，在其內側配置有將卡合構件95朝固定板2的垂直面22施力的彈簧。而在固定板2的垂直面22上，使左右滑塊51上下時卡合構件95所通過的線上的下方位置左右形成進入卡合構件95前端部的下側凹部97，另一方面在上方位置左右形成進入卡合構件95前端部的上側凹部98。
因此，左右滑塊51側的卡合構件95及彈簧96和固定板2的垂直面22側的下側凹部97，起到對便座12(便座組件)下降時的左右滑塊51的保持位置進行限制的第1擋塊91的作用。另外，左右滑塊51側的卡合構件95及彈簧96和固定板2的垂直面22側的上側凹部98，起到對便座12(便座組件)上升時的左右滑塊51的保持位置進行限制的第2擋塊92的作用。不管是第1擋塊91還是第2擋塊92，卡合構件95與下側凹部97及上側凹部98卡合時都會產生咔噠感。
(電動進行升降動作的說明)圖3(A)、(B)中，本形態(tài)的便座升降裝置1，是在將固定板2固定在便器本體11(參照圖1)的上表面部分，將便座組件10安裝在可動板6的上表面的狀態(tài)下使用。
如圖1(A)所示，開始清掃等之前，便座12處于便器本體11的上表面，如圖3(B)所示，便座組件10及可動板6處于最下位置。該狀態(tài)下，卡合構件95的前端部與固定板2的垂直面22的下側凹部97卡合，起到第1擋塊91的作用。因此，在該最下位置，因為第1擋塊91處的卡合力、步進電機7的制動扭矩及便座組件10的自重，故不會引起便座組件10不經意的上升。另外，在該狀態(tài)下，電位差計14輸出表示便座組件10處于最下位置。
如圖1(B)所示，當為了開始清掃而從該狀態(tài)使便座組件10浮起時，若進行了規(guī)定的開關動作，則控制部100以規(guī)定的脈沖信號向步進電機7的定子703輸出。其結果，步進電機7以規(guī)定的步數或規(guī)定的時間朝正方向旋轉，故步進電機7的旋轉運動力借助減速齒輪列70傳遞至輸出小齒輪80，輸出小齒輪80借助齒條53使右側滑塊51上升。因此，在第1擋塊91處的卡合得到解除，如圖3(A)所示，左側滑塊、可動板6及便座單元10與右側滑塊51一體上升。
直到在第2擋塊92處卡合為止使便座組件10上升后，停止步進電機7。在此期間，輸出輪8的小齒輪82使轉傳感器齒輪15旋轉，電位差計14的輸出發(fā)生變化，故控制部100從其輸出便可檢測出便座組件10上升到了規(guī)定的位置。另外，便座組件10上升到了規(guī)定位置的這一情況，也可通過第2擋塊92處產生的咔噠聲告知。而且，便座組件10在最上位置停止的狀態(tài)下，通過第2擋塊處的卡合力及步進電機7的制動扭矩，便座組件10不會因自重而掉下。
這里，本應上升驅動的便座組件12，即使在規(guī)定時間或規(guī)定步數驅動后還未到達最上位置時，則表示有什么原因使便座組件10在上升途中停止了。發(fā)生這樣的問題，也可從第2擋板92處沒有產生咔噠聲知道，但本形態(tài)中，可通過電位差計14的輸出值檢測。因此，發(fā)生問題時，控制部100根據電位差計14的檢測結果，進行這方面的報告。
另外，控制部100可對步進電機7的動作進行復位等處理，以使不要開始此后的動作。
另一方面，清掃結束后想使便座組件10下降時，當在圖3(A)所示的狀態(tài)下進行規(guī)定的開關動作后，控制部100向步進電機7輸出規(guī)定的脈沖信號。其結果，步進電機7以規(guī)定的步數或規(guī)定的時間進行反向旋轉，故步進電機7的旋轉運動力借助減速齒輪列70傳遞至輸出小齒輪80，如圖3(B)所示，輸出小齒輪80借助齒條53使右側滑塊51下降。因此，在第2擋塊92處的卡合解除，左側滑塊、可動板6及便座單元10與右側滑塊51一體下降。
直到在第1擋塊91處卡合為止使便座組件10下降后，停止步進電機7。在此期間，輸出輪8的小齒輪82使傳感器齒輪15反向旋轉，電位差計14的輸出發(fā)生變化，故從其輸出便可檢測出便座組件10下降到了規(guī)定的位置。另外，便座組件10下降到了規(guī)定位置的這一情況，也可通過第1擋塊91處產生的咔噠聲告知。
這里，本應下降驅動的便座組件12，即使在規(guī)定時間或規(guī)定步數驅動后還未到達最下位置時，則表示有什么原因使便座組件10在下降途中停止了。發(fā)生這樣的問題，也可從第1擋板91處沒有產生咔噠聲知道，但控制部100可通過電位差計14的輸出值檢測。因此，發(fā)生問題時，控制部100根據電位差計14的檢測結果，進行這方面的報告。另外，控制部100可對步進電機7的動作進行復位等處理，以使不要開始此后的動作。
(手動進行的便座組件下降動作/通常時)本形態(tài)的便座升降裝置1中，清掃結束后可手動將處于最上位置的便座組件10下降至最下位置。該場合，不對步進電機7供電，以人力方式下壓便座組件10。
此時，右側滑塊51的下降借助齒條53、輸出小齒輪80、減速齒輪列70傳遞至步進電機7，但本形態(tài)中，作為驅動源使用的電動機是步進電機7，故步進電機7中發(fā)生失調。另外，本形態(tài)中，作為驅動源使用的電動機是步進電機7，且從步進電機7至輸出小齒輪80之間由減速齒輪列70連接，故手動使便座組件10下降時，步進電機7的制動扭矩和減速齒輪列70的負載以適度的阻力進行作用，便座組件10緩慢下降。
這樣的手動進行的便座組件10的下降動作時，便座組件10下降到了規(guī)定的位置，也可通過第1擋板91處產生的咔噠聲告知。另外，也可通過電位差計10的輸出檢測，故可根據電位差計10的輸出結果告知便座組件10正常下降的情況。
(手動進行的便座組件下降動作/異常時)本形態(tài)的便座升降裝置1中，用手動方式使處于最上位置的便座組件10下降至最下位置時，在作用過大的力使便座組件10急劇下降的情況下，可動板6及右側滑塊51的急劇下降動作欲借助齒條53、輸出小齒輪80及減速齒輪列70而傳遞至步進電機7。
另外，可動板6及右側滑塊51的急劇的下降動作，從電位差計10傳遞至控制部100。
為此，在電位差計10的監(jiān)視結果中，當可動板6及便座組件10的下降速度達到規(guī)定水準以上時，控制部100向定子703輸出在步進電機7中保持轉子701的控制信號。其結果，對轉子701作用制動力，故扭矩作用于扭矩限制器110，從旋轉軸701向轉子702的傳遞被切斷。因此，便座組件10急劇的下降動作不會傳遞給轉子702。因此，轉子702不會因便座組件10的急劇下降而高速空轉，因而能可靠地防止便座組件10下降至最下位置后因轉子702的慣性引起的旋轉操作機械性破壞這樣的問題。
在電位差計10的監(jiān)視結果中，當可動板6及便座組件10的下降速度達到規(guī)定水準以上時，控制部100也可向定子703輸出在步進電機7中使轉子701朝可動板6或便座組件10下降的方向旋轉的控制信號。
當這樣將轉子702朝與可動板6或便座組件10下降的方向相同的方向旋轉驅動時，因轉子702可動板6或便座組件10高速下降引起的失調的扭矩比保持轉子702的情況下大，有很大的制動力作用于因轉子702，因而能可靠地使扭矩限制器110進行切斷動作。
另外，上述任何一種結構，即使扭矩限制器110中產生空轉時的扭矩比電動將可動板6上升驅動時由外力向可動板6作用下降的力而失調時的扭矩大的情況下，也能使扭矩限制器110空轉。因此，作為上升力不受扭矩限制器110的空轉扭矩的影響，能得到轉子扭矩的極限。因此，具有僅是小扭矩的步進電機7即可的優(yōu)點。
(其他實施形態(tài))上述實施形態(tài)中，是利用電位差計14檢測傳感器齒輪15的動向而監(jiān)視便座組件10的位置及下降速度的結構，但也可通過對構成減速齒輪列70的惰輪71或減速輪72、73中任何一個的旋轉角度位置進行檢測，來監(jiān)視便座組件10的位置及下降速度。另外，也可通過被升降驅動的右側滑塊51的上下方向的位置或輸出小齒輪8的旋轉，對便座12的位置或下降速度進行監(jiān)視。而且，上述實施形態(tài)中，對便座組件10的位置或下降速度的監(jiān)視，使用了電位差計14，但也可通過霍爾元件IC等傳感器來監(jiān)視便座組件10的位置或下降速度。
另外，上述實施形態(tài)中，是便座組件10因手動而急劇下降時保護機構部分的結構，但也可相反地是將本發(fā)明應用于便座組件10因手動而急劇上升時保護機構部分的結構。
(產業(yè)上利用的可能性)本發(fā)明中，構成了通過電動方式使安裝了便座組件的可動構件上升驅動的驅動機構，故清掃便器本體和便座下表面的進深內側時，不需要用手抬起便座組件。因此，可減輕清掃西式便器時的負擔，且可消除在清掃之前接觸便座組件的抵觸感。另外，因外力使便座組件例如急劇下降時，當其下降速度達到規(guī)定水準以上時，負載發(fā)生裝置產生使扭矩限制器進行切斷動作那樣的負載。因此，由扭矩限制器切斷從電動機向可動構件的驅動力傳遞路徑，故便座組件的急劇的下降動作不會傳遞到電動機側。因此，電動機的轉子不會因便座組件的急劇下降而高速空轉。因此，電動升降便座組件的結構，即使便座組件急劇下降，也不會因轉子慣性引起的旋轉而在驅動力傳遞路徑上產生機械性破壞。
權利要求
1.一種便座升降裝置，包括固定在西式便器的便器本體側的固定構件；安裝有便座組件的可動構件；沿上下方向引導該可動構件的導向機構，其特征在于，還包括升降驅動機構，其具有電動機、和將來自該電動機的驅動力傳遞給所述可動構件的減速齒輪列；在從所述電動機的轉子向所述可動構件的驅動力傳遞路徑的中途位置，根據負載而將機構性的連接予以接通、斷開的扭矩限制器；監(jiān)視所述可動構件的移動速度的監(jiān)視裝置；以及負載發(fā)生裝置，其在該監(jiān)視裝置得到的監(jiān)視結果中當所述移動速度達到規(guī)定水準以上時，在所述轉子側產生所述扭矩限制器切斷機構性的連接的負載。
2.如權利要求1所述的便座升降裝置，其特征在于，所述驅動源是步進電機，所述負載發(fā)生裝置是電動機控制裝置，當所述移動速度達到規(guī)定水準以上時，在所述步進電機中進行保持轉子的控制。
3.如權利要求1所述的便座升降裝置，其特征在于，所述驅動源是步進電機，所述負載發(fā)生裝置是電動機控制裝置，當所述移動速度達到規(guī)定水準以上時，在所述步進電機中對轉子進行控制，向與所述可動構件正在移動的方向相同的方向、即向驅動所述可動構件的方向使轉子旋轉。
全文摘要
一種便座升降裝置，能減輕將便座組件從便器本體浮起時的負擔，且即使由手動將便座組件急劇下降時等不會發(fā)生機構部分破損。在便座升降裝置(1)中，在電位差計(10)的監(jiān)視結果中，當便座組件的下降速度達到規(guī)定水準以上時，控制部(100)向定子(703)輸出在步進電機(7)中保持轉子(701)的控制信號。其結果，對轉子(701)作用制動力，故通過扭矩限制器(110)，從旋轉軸(701)向轉子(702)的傳遞被切斷，轉子(702)不會高速空轉。因而能防止以轉子(702)的慣性引起的旋轉為原因的減速齒輪列(70)等的破壞。
文檔編號E03D11/00GK1663518SQ20051000833
公開日2005年9月7日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權日2004年2月4日
發(fā)明者山岡守, 西川和憲, 北澤富男, 井戶田貴則, 富田勝紀 申請人:株式會社三協精機制作所, 株式會社伊奈