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JP4300686B2 - Toilet seat / toilet lid electric switchgear - Google Patents
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JP4300686B2 JP2000204634A JP2000204634A JP4300686B2 JP 4300686 B2 JP4300686 B2 JP 4300686B2 JP 2000204634 A JP2000204634 A JP 2000204634A JP 2000204634 A JP2000204634 A JP 2000204634A JP 4300686 B2 JP4300686 B2 JP 4300686B2
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motor
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は便座・便蓋電動開閉装置の特に過負荷に対しての保護手段に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の便座・便蓋電動開閉装置は、特開平6−105757号公報に記載されているようなものが一般的であった。この装置は便座あるいは便蓋の開閉角度センサーと便座あるいは便蓋の回転を検知する回転検知センサーを配し、過負荷が作用したことにより、便座あるいは便蓋の回転が止まったことを回転検知センサーが検知すると、マイコンよりスイッチ手段を介して便座あるいは便蓋を回動させる直流モータに閉ループを構成させるようにしたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の便座・便蓋電動開閉装置において用いられた過負荷に対する保護手段は、便座あるいは便蓋の回動が停止したことを回転検知センサーで検出することにより、過負荷が作用したと判断する構成なので、回転が停止したと判定するまでに時間がかかり、過負荷に対して十分な保護ができないという課題を有していた。
【0004】
次に過負荷が発生するメカニズムについて説明する。従来の便座・便蓋電動開閉装置は直流モータを動力伝達手段により減速し、トルクを100倍から200倍程度に高めて使用されていた。この構成において、例えば開く方向に回動している便座を使用者が強制的に閉止方向に力を加えた場合、使用者が便座の先端に力を加えて発生する便座の強制回動トルクは、便座・便蓋電動開閉装置で発生する回動トルクの数倍以上に容易に達する。この回転方向に対して止めようとする強力なトルクで直流モータは急速に減速されることになる。
【0005】
高速で回転している直流モータの回転子はかなりの慣性モーメントをもっており、急速に減速されることで、停止するまでの時間間隔に対応した慣性力が発生する。この慣性力の評価の一例を図5に示す。直流モータが停止するまでの時間が、20msecで定常トルクの2倍程度のトルクが発生する。
【0006】
さらに直流モータは一定電圧条件下で回転数が低下するにつれトルクが高くなり、回転数が0となると、トルクは定常回転時の2倍程度となる。従って直流モータが停止するまでに20msecの場合、通常のトルクの4倍程度が、動力伝達手段に作用する可能性がある。
【0007】
したがって、便座・便蓋電動開閉装置をこの種の過負荷から保護するためには、可能な限り早いタイミングで、直流モータでの電圧印加を停止する必要があった。
【0008】
また、便座あるいは便蓋に衝撃的な力が作用し、急激な加速力が作用した場合、直流モータの端子間が短絡状態では、直流モータ逆起電力による制動力が大きく、直流モータの駆動トルクが見かけ上大きくなった状態となり、通常はギアで構成される動力伝達系に多大な負荷が発生するという課題を有していた。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、便座および便蓋を動力伝達手段を介して開閉駆動する直流モータと、前記便座および便蓋の回転角度を検出する回転角度検出手段と前記回転角度検出手段より得られる角度の時間的な変化を演算する角速度演算手段を有し、前記角速度の時間的な変化量である角加速度の絶対値が所定値を超えた時、前記直流モータへの電圧の印加を停止する制御手段を備えたものである。
【0010】
上記発明によれば、衝撃的な力が便座あるいは便蓋に作用した時に生ずる回転角速度の変化量を検出するため、衝撃的な力が発生する時点での検知を可能とし、この時点で直流モータの入力を停止し、直流モータ端子間を開放とすることにより、直流モータおよび動力伝達手段への負荷を最低限に抑えることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
請求項1記載の発明は、便座及び/又は便蓋を開閉駆動するための直流モータと、前記便座及び/又は便蓋へ前記直流モータの動力を伝達する動力伝達手段と、前記動力伝達手段から前記便座及び/又は便蓋に至る動力伝達経路に設けられた角度検出手段と、前記角度検出手段より得られる角度を所定時間間隔Δtでサンプリングすることにより角速度を演算する角速度演算手段を有し、前記便座又は便蓋の開動作時の、前記角速度演算手段より得られる時刻t1における角速度v1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした角速度v0と比較して所定値、例えば50%以上変化した場合、直流モータへの電圧の印可を停止するとともに、時刻t1のΔt時間後にサンプリングした速度v2が開方向であれば、直流モータへの電圧印可を再開し、前記速度v2が閉方向であれば直流モータへの電圧印可を停止したままとする制御手段を備えたものである。
【0012】
そして、時刻t1における角速度v1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした角速度v0と比較して50%以上変化したデータが単なるノイズなのか、実際に速度が変化したのかを判定するため、いったん直流モータへの電圧印可を停止し、自由運動させて、時刻t1のΔt時間後にサンプリングした速度v2が開方向であれば、直流モータへの電圧印可を再開し、前記速度v2が閉方向であれば直流モータへの電圧印可を停止したままとする制御を行うものである。実際に角速度の変化があるか、単なるノイズなのかを素早く的確に判定することができる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【0014】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の便座・便蓋電動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の外観図である。また図2は便座・便蓋電動開閉装置の駆動部構成図である。また図3は同装置のシステム構成図、図4は同装置の動作特性説明図、図5は外力による動作特性説明図である。
【0015】
以下便座の電動開閉を主体に説明するが、便蓋の電動開閉についても同様である。
【0016】
図において、1は便器であり、便器1後方にロータンク2が固定され、便器1の上に衛生洗浄装置3が装備されている。衛生洗浄装置3には便座4および便蓋5を電動で開閉する便座・便蓋電動開閉装置6が組み込まれている。便座・便蓋電動開閉装置6は便座4の駆動側に整流子モータを用いた直流モータ7と、ギア列を用いた減速機構により構成される動力伝達手段8と、動力伝達手段8の出力側に挿入されたポテンショメータよりなる角度検出手段9を有し、便蓋5の駆動側も同様に直流モータ27と、動力伝達手段28と、角度検出手段29を有している。
【0017】
電動開閉制御部10は、便座4側について説明すると、直流モータ7を制御する直流モータ駆動回路11と、この直流モータ駆動回路11への出力ポート12と、便座4の開き角度に対応した回転角度を検出する角度検出手段9からの信号を取り込む入力ポート13とを備えたマイコン14により制御されている。
【0018】
さらに、マイコン14には、角度検出手段9より得られる便座4の回転角度の時間的な変化を算出する角速度演算手段15と角速度演算手段15より得られる角速度の時間的な変化を演算する角加速度演算手段16が設けられている。角速度演算手段15は角度検出手段9から所定の時間間隔で取りこまれる角度の値を、各時間間隔毎に前回の値と今回の値を引き算し、時間間隔で割り算する演算ルーチンにより構成されるが、相対比較する上では、各時間間隔で、角度の値を引き算するだけで良い。また角加速度演算手段16は、角速度演算手段15より得られる角速度の値を、各時間間隔毎に引き算し、時間間隔で割り算するルーチンで構成されるが、相対比較する上では角速度の値を引き算するだけの構成で良い。
【0019】
次に動作・作用について説明すると、マイコン14に開信号が入ると、所定のルーチンで直流モータ7に電圧を印加し便座4を開方向に駆動する。便座4は所定の角速度で回転していき、開位置まで達し停止する。
【0020】
便座4が開方向に回転している時に使用者が便座4を強制的に閉止しようとするなど、衝撃的な力が便座4に作用した場合について、図4で説明する。便座4は便器1に当接した状態から、所定の駆動力で回転していくが、立ち上がりは、便座4の慣性モーメントのため、回転速度の立ち上がり区間があり、それ以降、所定の速度で回転してゆく。そしてB点で衝撃力が加えられると、便座4の回転速度は急激に低下しC点、D点と急激に減速し、角速度が0から、停止さらに閉止方向へと回転方向が逆転する。この便座4の角速度はマイコン14の角速度演算手段15で評価され、さらにこの角速度の変化量は角加速度演算手段16により評価される。この角加速度の絶対値が基準値の2倍以上を超えると、直流モータ7への電圧印加を停止し、直流モータ7の端子間を開放するという制御をマイコン14で行う。
【0021】
そして、便座4に加えられた外力による衝撃力の発生を、便座4の角速度の変化量、すなわち角加速度で検知し、この角加速度の絶対値が定常値の2倍を超えた場合、異常と判定することにより、便座4に加えられた衝撃的な力の発生時点で検知し、この時点で直流モータ7の入力を停止することで、直流モータ7の電気的な駆動力を停止させて直流モータ7の回転力を抑え、動力伝達手段8への負荷を最低限に抑えてギア列の破損などを防止するものである。
【0022】
(実施例2)
本発明の実施例2を、図3を用いて説明する。実施例1と異なる点は、角加速度の大きさによる便座4への衝撃力の大きさの評価を、便座4が所定の動作角度の範囲にある場合に行い、この領域から外れる角度範囲については、角加速度検出手段15による角加速度の判定を行なわない点である。図3において、便座4の立ち上がりの角度領域GHと、便座4の開位置の近くの角度領域IJでは角加速度による判定は行わず、角度領域HIにおいて角加速度による判定を行うものである。角度領域HIは水平位置より15度より、開位置より20度手前程度に設定するのが望ましい。
【0023】
次に動作・作用について説明すると、角度領域GH及び角度領域IJについては、便座4が停止から回転運動に、あるいは回転運動から停止へと回転速度が大幅に変化する領域であり、外力による角加速度の変化か、便座4の運動制御による角加速度の変化か、判別が難しい領域である。またこの領域は、動作角度的に外力を加えられ難い領域でもあるため、角加速度の変化を検出する領域からこれらの領域を除いた角度領域HIで角加速度を検出することにより、誤動作を防止し、安定した動作ができる。
【0024】
(実施例3)
図6は本発明の実施例4の制御シーケンスの説明図である。実施例1と異なる点は、所定の時間間隔△tで角度検出手段9でサンプリングされる角度情報から、角速度Vを算出するとともに、この角速度Vが前回サンプリングした値と比較して、半分以下となった場合、直流モータ7への入力を停止するとともに、△t時間後の角速度の値を評価することにより、角速度の変化が実際に角速度が変化したのか、電気ノイズであるのか判定する手段を構成した点である。
【0025】
角速度演算手段15より得られる時刻t1における角速度v1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした角速度v0と比較して50%以下となった場合、直流モータ7への電圧の印可を停止するとともに、時刻t1のΔt時間後にサンプリングした速度v2が開方向であれば、直流モータ7への電圧印可を再開し、前記速度v2が閉方向であれば直流モータ7への電圧印可を停止したままとする制御シーケンスを設けたものである。
【0026】
次に動作・作用について説明する。使用者が便座4に力を加えた場合に生ずる角速度を角速度演算手段15より得られる時刻t1における角速度v1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした角速度v0と比較して50%以下になったことを基準として判定し、いったん直流モータ7への電圧印可を停止して、動力伝達手段を自由な状態として、衝撃力を緩和した後、このサンプリングした角速度の変化が、真に衝撃力によるものか、単なる電気ノイズであるのかを判定するために、さらに時間△t後の速度v2を検出し、速度v2が開方向であれば、便座4の閉方向への衝撃力はなく、電気ノイズであると判定して、便座4の開方向への電圧の印可を再開し、速度v2が閉方向であれば、衝撃力がかった判断して直流モータ7への電圧印可を停止したままとするものである。
【0027】
(実施例4)
図7は本発明の実施例4のシステム構成図、図8は同動作シーケンスの説明図である。実施例1と異なる点は、直流モータ7を制御する直流モータ駆動回路11に駆動電流検知手段17を接続した点である。
【0028】
次に動作・作用について説明する。便座又は便蓋の開動作時に、前記駆動電流検出手段より得られる時刻t1における電流値A1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした電流値A0と比較して20%以上増加した場合、直流モータへの電圧の印可を停止する制御手段を備えたものである。
【0029】
そして、便座及び/又は便蓋を動力伝達手段を介して開閉駆動する直流モータの駆動電流の検出により過負荷を検出する制御を行うものである。
【0030】
過負荷と直接対応する直流モータの電流値を検出することにより、的確に過負荷を防止することができる。
【0031】
(実施例5)
図9は本発明実施例5のシステム構成図であり、実施例4と異なる点は、直流モータ7の駆動電流の変化を検出する駆動電流検知手段17と角速度の変化量を評価する角加速度演算手段16の双方を備えている点が異なる。
【0032】
次に動作について説明すると、角度検出手段9より得られる角度を所定時間間隔Δtでサンプリングすることにより角速度を演算する角速度演算手段15による時刻t1における角速度v1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした角速度v0と比較して50%以上変化し、かつ駆動電流検出手段17より得られる時刻t1における電流値A1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした電流値A0と比較して20%以上変化した場合、直流モータ7への電圧の印可を停止するものである。便座4へ外力が加えられた場合の影響を、便座4の角速度の変化と直流モータ7の電流値の変化の双方を監視し、両者ともに異常であると判定した場合に、直流モータ7への電圧印可を停止するもので、誤動作がなく確実に過負荷状態を回避することができる。
【0033】
(実施例6)
図10は本発明の実施例6のシステム構成図、図11は同制御シーケンス説明図である。実施例1と異なる点は、直流モータ7の端子間を短絡させる手段をモータ駆動回路11に設けるとともに、直流モータ7の端子間を短絡させて動かすモードで、角速度演算手段15による角速度V1が所定値Vcを越えた場合に、直流モータ7端子間を開放させる点が異なる。
【0034】
次に動作について説明すると、便座4を便器1にソフトに着座させるため、直流モータ7の端子間を短絡させて、回生電流によりブレーキ力を発生させて動作させるモードにおいて、便座4を強制的に動かした場合、便座4への衝撃力が発生する。この回生電流により生ずるブレーキ力は便座4を強制的に動かす速度にほぼ比例して発生し、外部から高速に便座4を動かすと、動力伝達手段8に過大な負荷が発生する。角速度演算手段15による角速度V1が所定値Vcを越えた場合に、直流モータ7端子間を開放させることにより、直流モータ7で発生する回生電流による制動力を解除し、動力伝達手段8への負荷を低減するものである。所定値Vcについては、通常の角速度の1.5倍程度に設定するのが望ましい。
【0035】
なお、直流モータ7の端子を解放後、便座4の回転角度が、水平位置に近くなれば、再度直流モータ7の端子を短絡させることは、便座4が便器1に衝突することを防ぐ上で望ましいことである。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、便座あるいは便蓋の角速度の時間的な変化量が所定値を超えた時、前記直流モータへの入力を停止するよう構成されているため、衝撃的な力の発生時点での検知を可能とし、この時点で直流モータの入力を停止することにより、直流モータおよび動力伝達手段への負荷を最低限に抑えることができる。
【0037】
また、便座あるいは便蓋に異常負荷が作用したことによる、直流モータの駆動電流の急増を検出するため、衝撃的な力の発生時点での検知を可能とし、この時点で直流モータの入力を停止することにより、直流モータおよび動力伝達手段への負荷を最低限に抑えることができる。
【0038】
また、回生電流によるブレーキをかけるモードにおいて、角速度が所定値をこえた場合に、直流モータの端子を開放して、動力伝達系への負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1の便座・便蓋電動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の外観図
【図2】 同便座・便蓋電動開閉装置の駆動部構成図
【図3】 同装置のシステム構成図
【図4】 同装置の動作特性説明図
【図5】 過負荷の発生の説明図
【図6】 本発明の実施例3の動作シーケンス説明図
【図7】 本発明の実施例4のシステム構成図
【図8】 同実施例4の動作シーケンス説明図
【図9】 本発明の実施例5のシステム構成図
【図10】 本発明の実施例6のシステム構成図
【図11】 同実施例6動作シーケンス説明図
【符号の説明】
4 便座
5 便蓋
7、27 直流モータ
8、28 動力伝達手段
9、29 角度検出手段
14 マイコン(制御手段)
15 角速度演算手段
16 角加速度演算手段
17 駆動電流検出手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a means for protecting the toilet seat / toilet lid electric opening / closing device particularly against overload.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of toilet seat / toilet lid electric opening / closing device is generally disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-105757. This device is equipped with a toilet seat or toilet lid opening / closing angle sensor and a rotation detection sensor that detects the rotation of the toilet seat or toilet lid. The rotation detection sensor detects that the toilet seat or toilet lid has stopped rotating due to an overload. Is detected, a closed loop is constituted by a direct current motor for rotating the toilet seat or toilet lid via a switch means from a microcomputer.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the protection means against overload used in the conventional toilet seat / toilet lid electric opening / closing device determines that the overload has acted by detecting that the rotation of the toilet seat or toilet lid is stopped by the rotation detection sensor. Therefore, it takes time to determine that the rotation has stopped, and there is a problem that sufficient protection against overload cannot be obtained.
[0004]
Next, a mechanism that causes overload will be described. Conventional toilet seat / toilet lid electric opening and closing devices have been used with a DC motor decelerated by power transmission means to increase the torque from 100 to 200 times. In this configuration, for example, when the user forcibly applies force in the closing direction to the toilet seat that is rotating in the opening direction, the forced rotation torque of the toilet seat that is generated when the user applies force to the tip of the toilet seat is It easily reaches several times the rotational torque generated in the toilet seat / toilet lid electric switchgear. The direct current motor is rapidly decelerated with a strong torque to stop the rotation direction.
[0005]
The rotor of a DC motor rotating at a high speed has a considerable moment of inertia, and an inertial force corresponding to the time interval until it stops is generated by being rapidly decelerated. An example of this inertial force evaluation is shown in FIG. Torque that is about twice the steady torque is generated in 20 msec until the DC motor stops.
[0006]
Further, the torque of the DC motor increases as the rotational speed decreases under a constant voltage condition, and when the rotational speed becomes zero, the torque becomes about twice that in steady rotation. Therefore, in the case of 20 msec before the DC motor stops, about 4 times the normal torque may act on the power transmission means.
[0007]
Therefore, in order to protect the toilet seat / toilet lid electric switchgear from this type of overload, it was necessary to stop the voltage application at the DC motor at the earliest possible timing.
[0008]
In addition, when a shocking force is applied to the toilet seat or toilet lid and a sudden acceleration force is applied, if the DC motor terminals are short-circuited, the braking force due to the DC motor back electromotive force is large, and the DC motor drive torque Is apparently large, and there is a problem that a large load is normally generated in a power transmission system composed of gears.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a DC motor that opens and closes a toilet seat and a toilet lid via a power transmission unit, a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the toilet seat and the toilet lid, and the rotation angle detection unit. An angular velocity calculating means for calculating a temporal change of the obtained angle, and applying an voltage to the DC motor when the absolute value of the angular acceleration, which is the temporal change amount of the angular velocity, exceeds a predetermined value. Is provided with a control means for stopping the operation.
[0010]
According to the above invention, since the amount of change in the rotational angular velocity that occurs when the impact force is applied to the toilet seat or the toilet lid is detected, it is possible to detect when the impact force is generated. Is stopped and the load between the DC motor terminals is opened, whereby the load on the DC motor and the power transmission means can be minimized.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventions of claim 1, wherein, a DC motor for opening and closing the toilet seat及 beauty / or toilet lid, and power transmission means for transmitting the power of the direct current motor to the toilet seat and / or toilet lid, the power transmission Angle detecting means provided in a power transmission path from the means to the toilet seat and / or toilet lid, and angular velocity calculating means for calculating the angular velocity by sampling the angle obtained from the angle detecting means at a predetermined time interval Δt. Then, the angular velocity v1 at the time t1 obtained from the angular velocity calculation means during the opening operation of the toilet seat or toilet lid changes by a predetermined value, for example, 50% or more, compared with the angular velocity v0 sampled before Δt time of the time t1. In this case, the voltage application to the DC motor is stopped, and if the speed v2 sampled after Δt time t1 is in the open direction, the voltage application to the DC motor is resumed. And, the velocity v2 are those having a control unit that remains stopped voltage applied to the DC motor if the closing direction.
[0012]
Then, in order to determine whether the data in which the angular velocity v1 at time t1 has changed by 50% or more compared to the angular velocity v0 sampled before Δt time t1 is simply noise, or whether the velocity has actually changed, it is once DC Stop applying voltage to the motor, move it freely, and if the speed v2 sampled after Δt time of time t1 is the open direction, restart the voltage application to the DC motor, and if the speed v2 is the closing direction Control is performed so that voltage application to the DC motor remains stopped. Indeed there is a change in the angular velocity as possible out to determine the quick accurate or mere noise are.
[0013]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
Example 1
FIG. 1 is an external view of a sanitary washing device equipped with the toilet seat / toilet lid electric opening / closing device of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of the drive unit of the toilet seat / toilet lid electric opening / closing device. 3 is a system configuration diagram of the apparatus, FIG. 4 is an explanatory diagram of operating characteristics of the apparatus, and FIG. 5 is an explanatory diagram of operating characteristics due to external force.
[0015]
The following description focuses on the electric opening and closing of the toilet seat, but the same applies to the electric opening and closing of the toilet lid.
[0016]
In the figure, 1 is a toilet, a low tank 2 is fixed behind the toilet 1, and a sanitary washing device 3 is mounted on the toilet 1. The sanitary washing device 3 incorporates a toilet seat / toilet lid electric opening / closing device 6 that electrically opens and closes the toilet seat 4 and the toilet lid 5. The toilet seat / toilet lid electric opening / closing device 6 includes a DC motor 7 using a commutator motor on the drive side of the toilet seat 4, a power transmission means 8 constituted by a speed reduction mechanism using a gear train, and an output side of the power transmission means 8. The angle detection means 9 is composed of a potentiometer inserted into the stool, and the drive side of the toilet lid 5 similarly has a DC motor 27, a power transmission means 28, and an angle detection means 29.
[0017]
The electric opening / closing control unit 10 will be described with respect to the toilet seat 4 side. The DC motor drive circuit 11 that controls the DC motor 7, the output port 12 to the DC motor drive circuit 11, and the rotation angle corresponding to the opening angle of the toilet seat 4 It is controlled by a microcomputer 14 having an input port 13 for taking in a signal from an angle detection means 9 for detecting.
[0018]
The microcomputer 14 further includes an angular velocity calculation unit 15 that calculates a temporal change in the rotation angle of the toilet seat 4 obtained from the angle detection unit 9 and an angular acceleration that calculates a temporal change in the angular velocity obtained from the angular velocity calculation unit 15. Arithmetic means 16 is provided. The angular velocity calculation means 15 is constituted by a calculation routine that subtracts the previous value and the current value at each time interval, and divides the angle value taken from the angle detection means 9 at a predetermined time interval by the time interval. However, in the relative comparison, it is only necessary to subtract the angle value at each time interval. The angular acceleration calculating means 16 is composed of a routine that subtracts the angular velocity value obtained from the angular velocity calculating means 15 at each time interval and divides the value by the time interval. For relative comparison, the angular velocity value is subtracted. A configuration that only needs to be done.
[0019]
Next, the operation and action will be described. When an open signal is input to the microcomputer 14, a voltage is applied to the DC motor 7 in a predetermined routine to drive the toilet seat 4 in the opening direction. The toilet seat 4 rotates at a predetermined angular velocity, reaches the open position, and stops.
[0020]
A case where a shocking force is applied to the toilet seat 4 such as when the user tries to close the toilet seat 4 forcibly when the toilet seat 4 rotates in the opening direction will be described with reference to FIG. The toilet seat 4 rotates with a predetermined driving force from the state of being in contact with the toilet 1, but the rising is due to the moment of inertia of the toilet seat 4, and there is a rising section of the rotational speed. Thereafter, the toilet seat 4 rotates at a predetermined speed. I will do it. When an impact force is applied at the point B, the rotational speed of the toilet seat 4 is rapidly reduced and is rapidly decelerated to the points C and D, and the rotational direction is reversed from 0 to the stop and further to the closing direction. The angular velocity of the toilet seat 4 is evaluated by the angular velocity calculating means 15 of the microcomputer 14, and the change amount of the angular velocity is evaluated by the angular acceleration calculating means 16. When the absolute value of the angular acceleration exceeds twice the reference value, the microcomputer 14 performs control such that the voltage application to the DC motor 7 is stopped and the terminals of the DC motor 7 are opened.
[0021]
Then, the occurrence of an impact force due to an external force applied to the toilet seat 4 is detected by the amount of change in the angular velocity of the toilet seat 4, that is, the angular acceleration, and when the absolute value of this angular acceleration exceeds twice the steady value, by determining, detected by time point of generation of impact forces applied to the seat 4, in a halting the input of the direct current motor 7 at this time, by stopping the electric drive force of the DC motor 7 The rotational force of the DC motor 7 is suppressed, the load on the power transmission means 8 is minimized, and the gear train is prevented from being damaged.
[0022]
(Example 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that the magnitude of the impact force on the toilet seat 4 is evaluated based on the magnitude of the angular acceleration when the toilet seat 4 is within a predetermined operating angle range. The angular acceleration is not determined by the angular acceleration detection means 15. In FIG. 3, the determination based on the angular acceleration is not performed in the angular region GH where the toilet seat 4 stands up and the angular region IJ near the open position of the toilet seat 4, and the determination based on the angular acceleration is performed in the angular region HI. The angle region HI is preferably set to 15 degrees from the horizontal position and 20 degrees from the open position.
[0023]
Next, the operation and action will be described. In the angle region GH and the angle region IJ, the toilet seat 4 is a region in which the rotation speed changes greatly from stop to rotation, or from rotation to stop, and angular acceleration due to external force. Or a change in angular acceleration due to motion control of the toilet seat 4. In addition, since this region is also a region where it is difficult to apply an external force in terms of the operating angle, malfunctions can be prevented by detecting angular acceleration in the angular region HI that excludes these regions from the region where changes in angular acceleration are detected. , Can operate stably.
[0024]
(Example 3)
FIG. 6 is an explanatory diagram of a control sequence according to the fourth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the angular velocity V is calculated from the angle information sampled by the angle detection means 9 at a predetermined time interval Δt, and the angular velocity V is less than half compared to the value sampled last time. In such a case, the input to the DC motor 7 is stopped and the value of the angular velocity after Δt time is evaluated to determine whether the change of the angular velocity is actually an angular velocity or electric noise. It is a point that has been configured.
[0025]
When the angular velocity v1 at time t1 obtained from the angular velocity calculating means 15 is 50% or less compared to the angular velocity v0 sampled before Δt time at time t1, the application of voltage to the DC motor 7 is stopped, and If the speed v2 sampled after Δt time t1 is in the open direction, the voltage application to the DC motor 7 is resumed, and if the speed v2 is in the closed direction, the voltage application to the DC motor 7 is stopped. A control sequence is provided.
[0026]
Next, the operation and action will be described. The angular velocity v1 at time t1 obtained from the angular velocity calculation means 15 when the user applies force to the toilet seat 4 is 50% or less compared with the angular velocity v0 sampled before Δt time at time t1. Based on this, after applying the voltage to the DC motor 7 is stopped and the power transmission means is in a free state to reduce the impact force, the change in the sampled angular velocity is caused by the impact force. In order to determine whether or not it is just electrical noise, if the speed v2 after a time Δt is further detected and the speed v2 is in the open direction, there is no impact force in the closing direction of the toilet seat 4, and electrical noise If it is determined that there is a voltage, the application of the voltage in the opening direction of the toilet seat 4 is resumed. If the speed v2 is in the closing direction, it is determined that the impact force has been applied and the voltage application to the DC motor 7 is stopped. In .
[0027]
(Example 4)
FIG. 7 is a system configuration diagram of Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 8 is an explanatory diagram of the operation sequence. The difference from the first embodiment is that a drive current detection means 17 is connected to a DC motor drive circuit 11 that controls the DC motor 7.
[0028]
Next, the operation and action will be described. If the current value A1 obtained at the time t1 obtained from the drive current detecting means during the opening operation of the toilet seat or the toilet lid increases by 20% or more compared to the current value A0 sampled before Δt time at the time t1, the direct current motor The control means for stopping the application of the voltage to is provided.
[0029]
And control which detects an overload by detecting the drive current of the direct current motor which opens and closes a toilet seat and / or a toilet lid through a power transmission means is performed.
[0030]
By the child detecting an overload and the current value of the direct corresponding DC motor, it can be prevented accurately overload.
[0031]
(Example 5)
FIG. 9 is a system configuration diagram of the fifth embodiment of the present invention. The difference from the fourth embodiment is that the driving current detecting means 17 for detecting a change in the driving current of the DC motor 7 and the angular acceleration calculation for evaluating the amount of change in angular velocity. The difference is that both means 16 are provided.
[0032]
Next, the operation will be described. The angular velocity v1 at the time t1 by the angular velocity calculating means 15 that calculates the angular velocity by sampling the angle obtained from the angle detecting means 9 at a predetermined time interval Δt was sampled before Δt time of the time t1. The current value A1 at the time t1 obtained by the drive current detecting means 17 is changed by 50% or more compared with the angular velocity v0, and the current value A1 obtained by the time Δt before the time t1 is changed by 20% or more. In this case, application of voltage to the DC motor 7 is stopped. When the external force is applied to the toilet seat 4, both the change in the angular velocity of the toilet seat 4 and the change in the current value of the DC motor 7 are monitored, and when both are determined to be abnormal, The voltage application is stopped, and an overload state can be reliably avoided without malfunction.
[0033]
(Example 6)
FIG. 10 is a system configuration diagram of Embodiment 6 of the present invention, and FIG. 11 is an explanatory diagram of the control sequence. The difference from the first embodiment is that the motor drive circuit 11 is provided with a means for short-circuiting the terminals of the DC motor 7 and is moved in a state where the terminals of the DC motor 7 are short-circuited. The difference is that the DC motor 7 terminals are opened when the value Vc is exceeded.
[0034]
Next, the operation will be described. In order to softly seat the toilet seat 4 on the toilet 1, the terminals of the DC motor 7 are short-circuited and the toilet seat 4 is forcibly operated in a mode in which a braking force is generated by a regenerative current. When moved, an impact force to the toilet seat 4 is generated. The braking force generated by the regenerative current is generated approximately in proportion to the speed at which the toilet seat 4 is forcibly moved. When the toilet seat 4 is moved at a high speed from the outside, an excessive load is generated on the power transmission means 8. When the angular velocity V1 by the angular velocity calculating means 15 exceeds a predetermined value Vc, the braking force due to the regenerative current generated in the DC motor 7 is released by opening the terminals of the DC motor 7, and the load on the power transmission means 8 Is reduced. The predetermined value Vc is preferably set to about 1.5 times the normal angular velocity.
[0035]
If the rotation angle of the toilet seat 4 is close to the horizontal position after the terminal of the DC motor 7 is released, shorting the terminal of the DC motor 7 again prevents the toilet seat 4 from colliding with the toilet 1. This is desirable.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the temporal change amount of the angular velocity of the toilet seat or the toilet lid exceeds a predetermined value, the input to the DC motor is stopped. The detection at the time of occurrence of this is made possible, and the input to the DC motor and the power transmission means can be minimized by stopping the input of the DC motor at this time.
[0037]
In addition, in order to detect a sudden increase in the drive current of the DC motor due to an abnormal load acting on the toilet seat or toilet lid, it is possible to detect when a shocking force is generated, and at this point the DC motor input is stopped. By doing so, the load on the DC motor and the power transmission means can be minimized.
[0038]
Further, in the mode in which the brake is applied by the regenerative current, when the angular velocity exceeds a predetermined value, the DC motor terminal can be opened to reduce the load on the power transmission system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a sanitary washing device equipped with a toilet seat / toilet lid electric switchgear according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a drive unit of the toilet seat / toilet lid electric switchgear. FIG. 4 is a diagram illustrating the operational characteristics of the apparatus. FIG. 5 is a diagram illustrating the occurrence of an overload. FIG. 6 is a diagram illustrating an operation sequence according to the third embodiment of the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating the operation sequence of the fourth embodiment. FIG. 9 is a system configuration diagram of the fifth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a system configuration diagram of the sixth embodiment of the present invention. Example 6 Operation sequence explanatory diagram [Explanation of symbols]
4 Toilet seat 5 Toilet lid 7, 27 DC motor 8, 28 Power transmission means 9, 29 Angle detection means 14 Microcomputer (control means)
15 Angular velocity calculation means 16 Angular acceleration calculation means 17 Drive current detection means

Claims (1)

便座及び/又は便蓋を開閉駆動するための直流モータと、前記便座及び/又は便蓋へ前記直流モータの動力を伝達する動力伝達手段と、前記動力伝達手段から前記便座及び/又は便蓋に至る動力伝達経路に設けられた角度検出手段と、前記角度検出手段より得られる角度を所定時間間隔Δtでサンプリングすることにより角速度を演算する角速度演算手段を有し、前記便座および/又は便蓋の開動作時の、前記角速度演算手段より得られる時刻t1における角速度v1が、時刻t1のΔt時間前にサンプリングした角速度v0と比較して所定値以上変化した場合、前記直流モータへの電圧の印可を停止し、時刻t1のΔt時間後にサンプリングした速度v2が開方向であれば、前記直流モータへの電圧印可を再開し、前記速度v2が閉方向であれば前記直流モータへの電圧印可を停止したままとする制御手段を備えた便座・便蓋電動開閉装置。  A direct current motor for opening and closing the toilet seat and / or toilet lid; power transmission means for transmitting power of the direct current motor to the toilet seat and / or toilet lid; and from the power transmission means to the toilet seat and / or toilet lid An angle detection means provided in the power transmission path to be reached, and an angular velocity calculation means for calculating an angular velocity by sampling an angle obtained from the angle detection means at a predetermined time interval Δt, and the toilet seat and / or the toilet lid When the angular velocity v1 at the time t1 obtained from the angular velocity calculating means during the opening operation changes by a predetermined value or more compared to the angular velocity v0 sampled before Δt time at the time t1, the voltage is applied to the DC motor. If the speed v2 sampled after Δt time t1 is in the open direction, the voltage application to the DC motor is resumed and the speed v2 is in the closing direction. Toilet seat toilet lid electric switchgear comprising a control means for remains stopped voltage applied to the field the DC motor.
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