JP7603913B2 - Toilet equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えばモータ等を利用して便座又は便蓋を電動で開閉するトイレ装置に関する。 The present invention relates to a toilet device that electrically opens and closes a toilet seat or toilet lid, for example, by using a motor or the like.
従来から、モータ等の駆動源を利用して便座又は便蓋を電動で開閉する電動開閉装置を備えた便座装置が実現されている(特許文献1、2)。 Conventionally, toilet seat devices have been realized that are equipped with an electric opening and closing device that uses a driving source such as a motor to electrically open and close the toilet seat or toilet lid (Patent Documents 1 and 2).
また、便座又は便蓋の開動作時の開端の揺れや衝突音を緩和し品位を向上するために開端での速度を抑制する制御がある(特許文献3)。 There is also a control that suppresses the speed at the opening end to reduce the shaking and collision noise of the opening end when the toilet seat or lid is opened and improve quality (Patent Document 3).
便座又は便蓋の開動作制御として、開端の揺れや衝突音を緩和し品位を向上させるために開端での速度を小さくする必要がある。しかし、便座又は便蓋の負荷トルクの正負が逆転するタイミングでは、電動開閉装置の出力部と便座又は便蓋の嵌合部との隙間によるがたつきの分だけ制御不能の領域となるため、速度を抑制できなくなる。そのため、品位の観点から嵌合部の隙間は少ないことが求められる。 When controlling the opening operation of a toilet seat or lid, it is necessary to reduce the speed at the open end in order to reduce the shaking and collision noise at the open end and improve quality. However, when the load torque of the toilet seat or lid reverses polarity, the speed cannot be suppressed because the rattle caused by the gap between the output part of the electric opening and closing device and the mating part of the toilet seat or lid enters an uncontrollable range. Therefore, from the standpoint of quality, it is required that the gap at the mating part is small.
反対に、便座又は便蓋の組立性、着脱による清掃性を高めるためには、電動開閉装置の出力部と便座又は便蓋の嵌合部に隙間を設けることは不可欠である。そこで、嵌合部の隙間に対して、滑らかに速度を抑制できる制御が必要となる。 On the other hand, to improve the ease of assembly of the toilet seat or lid, and the ease of cleaning by attaching and detaching it, it is essential to provide a gap between the output part of the electric opening and closing device and the mating part of the toilet seat or lid. Therefore, control is required that can smoothly suppress the speed in relation to the gap in the mating part.
しかし、経年劣化によって嵌合部の隙間が増大するなど隙間の量にもばらつきがあるため、想定と実際の隙間の量に差異があると、座ふたを減速できずに勢いよく開く場合や、反対に、減速させすぎて閉側に戻り、全開できなくなる場合がある。 However, the amount of the gap varies, as the gap in the fitting increases with age, and if there is a difference between the expected and actual amount of the gap, the seat cover may not be able to slow down and open forcefully, or conversely, it may slow down too much and return to the closed side, making it impossible to open it fully.
本発明の目的は、出力部と便座又は便蓋の嵌合部に隙間がある場合であっても、隙間の量に関わらず、便座又は便蓋の滑らかな開動作を実現できるトイレ装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a toilet device that can achieve a smooth opening action of the toilet seat or toilet lid, even if there is a gap between the output part and the fitting part of the toilet seat or toilet lid, regardless of the size of the gap.
本発明は、便器に取り付けられる支持部と、前記支持部に対して回動可能に支持され、嵌合部を有する回動部材と、前記回動部材を回動させるモータと、前記嵌合部に対して隙間を設けて嵌合し、前記モータの出力を前記回動部材に伝達する出力部と、を有する電動開閉機構と、前記モータの駆動を制御する制御手段と、前記回動部材が回動しているときに、前記回動部材に対して回動方向とは逆方向に力が加わるように前記出力部と前記嵌合部とが接触したことを検出する接触検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記回動部材を開動作させるとき、前記回動部材が所定角度になったときに前記モータを制御して前記出力部の開方向への回動を制限させ、前記制御手段は、さらに、前記回動部材に対して閉方向に力が加わるように前記出力部と前記嵌合部とが接触したことを前記接触検出手段が検出した後に、前記モータを制御して前記出力部を開方向へ開動作させることを特徴とする。 The present invention is characterized in that it comprises an electric opening/closing mechanism having a support part attached to a toilet bowl, a rotating member rotatably supported on the support part and having a fitting part, a motor for rotating the rotating member, and an output part that fits with the fitting part with a gap provided and transmits the output of the motor to the rotating member, a control means for controlling the drive of the motor, and a contact detection means for detecting that the output part and the fitting part have come into contact with each other while the rotating member is rotating so that a force is applied to the rotating member in a direction opposite to the rotation direction, and when the rotating member is opened, the control means controls the motor when the rotating member reaches a predetermined angle to limit the rotation of the output part in the opening direction, and the control means further controls the motor to open the output part in the opening direction after the contact detection means detects that the output part and the fitting part have come into contact with each other so that a force is applied to the rotating member in the closing direction.
これにより、出力部と便座又は便蓋の嵌合部に隙間がある場合であっても、隙間の量に関わらず、便座又は便蓋の滑らかな開動作を実現できる。 As a result, even if there is a gap between the output part and the fitting part of the toilet seat or toilet lid, a smooth opening action of the toilet seat or toilet lid can be achieved regardless of the size of the gap.
本発明において、好ましくは、前記接触検出手段は、前記モータのトルクを検出するモータトルク検出手段を備え、前記モータトルク検出手段によって検出した前記モータのトルクに基づいて検出を行う。 In the present invention, preferably, the contact detection means includes a motor torque detection means for detecting the torque of the motor, and performs detection based on the torque of the motor detected by the motor torque detection means.
これにより、モータトルク検出手段によって検出したモータのトルクに基づいて接触検出を行なうことで、出力部と便座又は便蓋の嵌合部に隙間がある場合であっても、隙間の量に関わらず、便座又は便蓋の滑らかな開動作を実現できる。 As a result, by detecting contact based on the motor torque detected by the motor torque detection means, even if there is a gap between the output part and the fitting part of the toilet seat or toilet lid, a smooth opening operation of the toilet seat or toilet lid can be achieved regardless of the size of the gap.
本発明において、好ましくは、前記接触検出手段は、前記回動部材の角速度を検出する角速度検出手段を備え、前記角速度検出手段は、前記出力部もしくは前記嵌合部の回転軸上に設けられる。 In the present invention, preferably, the contact detection means includes an angular velocity detection means for detecting the angular velocity of the rotating member, and the angular velocity detection means is provided on the rotation axis of the output section or the fitting section.
これにより、接触位置により近い位置でトルクを測定することで、外乱の影響や誤検出の可能性を減らした接触判定が可能となる。 This allows the torque to be measured at a position closer to the contact position, making it possible to make contact determinations that are less susceptible to disturbances and the possibility of false detection.
本発明において、好ましくは、前記接触検出手段は、前記モータの電流値を検出する電流値検出手段を備え、前記電流値検出手段によって検出した前記モータの電流値に基づいて検出を行う。 In the present invention, preferably, the contact detection means includes a current value detection means for detecting a current value of the motor, and performs detection based on the current value of the motor detected by the current value detection means.
これにより、モータの駆動を制御する制御手段とは別の制御基板に電流値検出手段を設置することで、電動開閉装置の部品点数を増やさずに接触判定することが可能となる。 This makes it possible to determine contact without increasing the number of parts in the electric opening and closing device by installing the current value detection means on a control board separate from the control means that controls the drive of the motor.
本発明において、好ましくは、前記接触検出手段は、前記出力部から前記回動部材の嵌合部に加わる荷重を検出する荷重検出手段を備え、前記荷重検出手段の検出結果に基づいて検出を行う。 In the present invention, preferably, the contact detection means includes a load detection means for detecting the load applied from the output section to the fitting section of the rotating member, and performs detection based on the detection result of the load detection means.
これにより、接触位置の荷重を直接測定することで、外乱の影響や誤検出の可能性を減らした接触判定が可能となる。 This makes it possible to directly measure the load at the contact position, making it possible to make contact determinations that are less susceptible to disturbances and reduce the possibility of false detection.
本発明において、好ましくは、前記所定角度は、70°~100°である。 In the present invention, the predetermined angle is preferably between 70° and 100°.
これにより、回動部材の鉛直方向下方への力が小さくなる70°~100°の回動角度で開方向への回動を制限することで、便座又は便蓋の滑らかな開動作を実現できる。 This allows for smooth opening of the toilet seat or lid by limiting rotation in the opening direction to a rotation angle of 70° to 100°, where the vertical downward force of the rotating member becomes small.
本発明において、好ましくは、前記制御手段は、前記回動部材を開動作させるとき、前記回動部材が前記所定開角度になったときに前記モータを制御して前記出力部を閉方向に回動させる。 In the present invention, preferably, when the rotating member is opened, the control means controls the motor to rotate the output section in the closing direction when the rotating member reaches the predetermined opening angle.
これにより、出力部の回転方向を逆転することで、出力部と嵌合部の隙間を素早く詰めることができるため、便座又は便蓋の負荷トルクの正負が逆転するタイミングにおいて速度変化が少ない動作が可能となる。 By reversing the rotation direction of the output part, the gap between the output part and the mating part can be quickly closed, enabling operation with little change in speed when the load torque of the toilet seat or toilet lid reverses from positive to negative.
上記構成によれば、本発明により、出力部と便座又は便蓋の嵌合部に隙間がある場合であっても、隙間の量に関わらず、便座又は便蓋の滑らかな開動作を実現できるトイレ装置を提供することができる。 With the above configuration, the present invention can provide a toilet device that can achieve a smooth opening action of the toilet seat or toilet lid, even if there is a gap between the output part and the fitting part of the toilet seat or toilet lid, regardless of the size of the gap.
図1及び図2は、本発明の実施形態に係るトイレ装置を模式的に示した斜視図である。より詳細に図1はトイレ装置の便蓋300が所定の開限界角度まで開かれ便座200が閉じられた状態を示し、図2は便蓋300及び便座200ともに閉じられた状態を示す。 Figures 1 and 2 are perspective views showing a toilet device according to an embodiment of the present invention. In more detail, Figure 1 shows the toilet device with the toilet lid 300 open to a predetermined opening limit angle and the toilet seat 200 closed, and Figure 2 shows the toilet lid 300 and toilet seat 200 both closed.
図1のトイレ装置は、便器400の後方に設けられた本体部100(支持部)を有する。本体部100に対して便座200及び便蓋300の回動部材がそれぞれ開閉可能に軸支されている。なお図示しないが、本体部100には便座200及び便蓋300の開限界角度を規制するストッパが形成されている。便座200及び便蓋300は、電動により開かれる際は、便座200及び便蓋300の基端部の所定部位がそれぞれストッパに当接するまで(開限界角度に達するまで)開かれる。 The toilet device in FIG. 1 has a main body 100 (support part) provided behind a toilet bowl 400. Rotating members of a toilet seat 200 and a toilet lid 300 are pivotally supported on the main body 100 so that they can be opened and closed. Although not shown, the main body 100 is formed with stoppers that regulate the maximum opening angle of the toilet seat 200 and the toilet lid 300. When the toilet seat 200 and the toilet lid 300 are opened electrically, they are opened until a predetermined portion of the base end of the toilet seat 200 and the toilet lid 300 abuts against the stopper (until the maximum opening angle is reached).
図3は、図1の状態のトイレ装置において便座200及び便蓋300を本体部100から取り外した状態を部分的に示すとともに、本体部100内の本発明に係る概略構成を示す。図3に示すように、便蓋300の内側(便器側)において、基端部の両側の壁には、本体部100と係合する軸受310、320(嵌合部)が形成されている。便座200も同様にして、その内側において、基端部の両側の壁に、本体部100と係合する軸受210、220(嵌合部)がそれぞれ形成されている。 Figure 3 partially shows the toilet device in the state of Figure 1 with the toilet seat 200 and toilet lid 300 removed from the main body 100, and also shows the schematic configuration of the present invention inside the main body 100. As shown in Figure 3, on the inside (toilet bowl side) of the toilet lid 300, bearings 310, 320 (fitting parts) that engage with the main body 100 are formed on both side walls of the base end. Similarly, on the inside of the toilet seat 200, bearings 210, 220 (fitting parts) that engage with the main body 100 are formed on both side walls of the base end.
本体部100内には、便座200及び便蓋300を電動で開閉するための電動開閉装置(制御手段700、便座用電動開閉機構500、便蓋用電動開閉機構600)、トイレ装置の全体制御を行うメイン制御部800等の各種装置及び回路が本体部100内に設置される。 Various devices and circuits are installed within the main body 100, such as an electric opening/closing device (control means 700, electric opening/closing mechanism for the toilet seat 200 and the toilet lid 300) for electrically opening and closing the toilet seat 200 and the toilet lid 300, and a main control unit 800 for controlling the entire toilet device.
便蓋用電動開閉機構600は、便蓋300を回動(開閉)駆動するための出力部620と、出力部620を駆動する駆動部等(図5参照)を含む。出力部620は、便蓋300の一方の軸受320に嵌合する形状を有する。この際、図4に示すように、出力部620は軸受320に対し、出力部620の回転方向(図中矢印参照)に一定の隙間を有するように軸受320と嵌合する。 The electric toilet lid opening/closing mechanism 600 includes an output unit 620 for driving the toilet lid 300 to rotate (open and close), and a drive unit for driving the output unit 620 (see FIG. 5). The output unit 620 has a shape that fits into one of the bearings 320 of the toilet lid 300. In this case, as shown in FIG. 4, the output unit 620 fits into the bearing 320 so that there is a certain gap in the rotation direction of the output unit 620 (see the arrow in the figure) relative to the bearing 320.
一方、出力部630は便蓋300における他方の軸受310に嵌合する形状を有し、便蓋300を軸支する。なお、出力部630はねじりコイルばねを有し回転を付勢する装置を備えていても、ダンパ部を有し回転を制動する緩衝装置を備えていても構わない。 On the other hand, the output part 630 has a shape that fits into the other bearing 310 of the toilet lid 300, and supports the toilet lid 300. The output part 630 may be equipped with a device that has a torsion coil spring and biases the rotation, or may be equipped with a buffer device that has a damper part and brakes the rotation.
出力部630と、便蓋用電動開閉機構600の出力部620はそれぞれ便蓋300の回動中心に一致する。なお、軸受310、320の嵌合部の形状はそれぞれ同一であっても異なっていても構わない。また、出力部620、630の形状は同一であっても異なっていても構わない。 The output part 630 and the output part 620 of the electric toilet lid opening and closing mechanism 600 each coincide with the rotation center of the toilet lid 300. The shapes of the mating parts of the bearings 310 and 320 may be the same or different. The shapes of the output parts 620 and 630 may be the same or different.
便座用電動開閉機構500は、便座200を回動(開閉)駆動するための出力部520と、出力部220を駆動する駆動部等(図5参照)を含む。出力部620は、便蓋300の一方の軸受320に嵌合する形状を有する。この際、図4に示すように、出力部520は軸受220に対し、出力部520の回転方向(図中矢印参照)に一定の隙間を有するように軸受220と嵌合する。 The electric toilet seat opening/closing mechanism 500 includes an output unit 520 for driving the toilet seat 200 to rotate (open and close), and a drive unit for driving the output unit 220 (see FIG. 5). The output unit 620 has a shape that fits into one of the bearings 320 of the toilet lid 300. In this case, as shown in FIG. 4, the output unit 520 fits into the bearing 220 so that there is a certain gap in the rotation direction of the output unit 520 (see the arrow in the figure) relative to the bearing 220.
一方、出力部530は便座200における他方の軸受210に嵌合する形状を有し、便座200を軸支する。なお、出力部530はねじりコイルばねを有し回転を付勢する装置を備えていても、ダンパ部を有し回転を制動する緩衝装置を備えていても構わない。 On the other hand, the output part 530 has a shape that fits into the other bearing 210 of the toilet seat 200, and supports the toilet seat 200. The output part 530 may be equipped with a device that has a torsion coil spring and biases the rotation, or may be equipped with a buffer device that has a damper part and brakes the rotation.
出力部530と、便座用電動開閉機構500の出力部520はそれぞれ便座200の回動中心に一致する。なお、軸受210、220の嵌合部の形状はそれぞれ同一であっても異なっていても構わない。また、出力部520、530の形状は同一であっても異なっていても構わない。 The output part 530 and the output part 520 of the toilet seat electric opening and closing mechanism 500 each coincide with the rotation center of the toilet seat 200. The shapes of the fitting parts of the bearings 210 and 220 may be the same or different. The shapes of the output parts 520 and 530 may be the same or different.
図5は、本体部100内の便蓋用電動開閉装置及び便座用電動開閉装置の構成を詳細に示すブロック図である。 Figure 5 is a block diagram showing in detail the configuration of the electric toilet lid opening/closing device and the electric toilet seat opening/closing device within the main body 100.
便蓋用電動開閉装置は、出力部620をモータ駆動により回転させる便蓋用電動開閉機構600と、便蓋用電動開閉機構600の開閉動作を制御する電動開閉制御手段700とを備える。電動開閉制御手段700は、便蓋用電動開閉機構600内のモータ611の便蓋モータ用ドライバ730と、ドライバ730を介してモータ611を駆動するとともに便蓋開閉に関わる信号の受信と制御を行う電動開閉制御部710(CPU)とを備える。 The electric toilet lid opening/closing device comprises an electric toilet lid opening/closing mechanism 600 that rotates the output unit 620 by motor drive, and an electric opening/closing control means 700 that controls the opening and closing operation of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600. The electric opening/closing control means 700 comprises a toilet lid motor driver 730 for the motor 611 in the electric toilet lid opening/closing mechanism 600, and an electric opening/closing control unit 710 (CPU) that drives the motor 611 via the driver 730 and receives and controls signals related to the opening and closing of the toilet lid.
便蓋用電動開閉機構600は、駆動力を生成するモータ611と、モータ611の回転出力を減速させて駆動力を出力部620に伝達する減速歯車機構(伝達機構)612と、出力部620の回転角度を検出する回転検出回路613と、出力部620とを有する。便蓋用電動開閉機構600は、出力部620に対し便蓋300の開方向に付勢力を作用させるアシストバネ(弾性体)614をさらに備えてもよい。 The electric toilet lid opening/closing mechanism 600 has a motor 611 that generates a driving force, a reduction gear mechanism (transmission mechanism) 612 that reduces the rotational output of the motor 611 and transmits the driving force to the output unit 620, a rotation detection circuit 613 that detects the rotation angle of the output unit 620, and an output unit 620. The electric toilet lid opening/closing mechanism 600 may further include an assist spring (elastic body) 614 that applies a biasing force to the output unit 620 in the opening direction of the toilet lid 300.
モータ611は例えばPWM(Pulse Width Modulation)方式のDCモータであり、この場合、電動開閉制御部710はPWM制御信号(印加電圧に対するDuty比)をドライバ730に与え、ドライバ730はPWM制御信号に応じたPWM電圧をDCモータに与えることによりDCモータを駆動する。本発明の駆動部は、例えばモータ611と減速歯車機構612とを含み、さらにドライバ730を含んでもよい。 The motor 611 is, for example, a DC motor of the PWM (Pulse Width Modulation) type. In this case, the electric opening/closing control unit 710 provides a PWM control signal (duty ratio to the applied voltage) to the driver 730, and the driver 730 drives the DC motor by providing a PWM voltage corresponding to the PWM control signal to the DC motor. The drive unit of the present invention includes, for example, the motor 611 and the reduction gear mechanism 612, and may further include the driver 730.
また便蓋用電動開閉機構600は、減速歯車機構612の歯車に付加された磁石(磁性体)と、回転検出回路613とを有する。回転検出回路613は、磁石の次回の変化を検出してパルス信号を出力するホールICを含み、ホールICの出力に基づき歯車の回転(すなわちモータ611の回転)の有無を検出する。回転検出回路613は、回転の有無に加え、ホールICの出力に基づきモータ611の回転方向を検出する機能を備えていてもよい。また磁石と回転検出回路613は出力部620に付加し、出力部620の回転角度や回転方向を検出する機能を備えていてもよい。 The electric toilet lid opening/closing mechanism 600 also has a magnet (magnetic material) attached to the gear of the reduction gear mechanism 612, and a rotation detection circuit 613. The rotation detection circuit 613 includes a Hall IC that detects the next change in the magnet and outputs a pulse signal, and detects whether the gear is rotating (i.e., the motor 611 is rotating) based on the output of the Hall IC. In addition to detecting the presence or absence of rotation, the rotation detection circuit 613 may also have a function to detect the direction of rotation of the motor 611 based on the output of the Hall IC. The magnet and rotation detection circuit 613 may also be attached to the output unit 620, and have a function to detect the rotation angle and direction of the output unit 620.
便蓋用電動開閉装置は、トイレ装置全体の制御を行うメイン制御部800に接続され、メイン制御部800から便蓋開閉に関わる各種の指示信号(制御信号)を受けて、受けた制御信号に応じた動作を行う。 The electric toilet lid opening and closing device is connected to a main control unit 800 that controls the entire toilet device, and receives various instruction signals (control signals) related to opening and closing the toilet lid from the main control unit 800, and performs operations according to the received control signals.
メイン制御部800は、リモコン810や他機能820として人体検知センサと通信可能に構成される。メイン制御部800は、人体検知センサを介して人体の存在を検知すると便蓋300の開駆動を指示する制御信号を制御部710に送る。またリモコン810から便蓋300の開駆動の指示又は閉駆動の指示を受けると、該当指示に応じた制御信号を制御部710に送る。 The main control unit 800 is configured to be able to communicate with a remote control 810 and a human body detection sensor as another function 820. When the main control unit 800 detects the presence of a human body via the human body detection sensor, it sends a control signal to the control unit 710 to instruct the toilet lid 300 to open. Also, when the main control unit 800 receives an instruction from the remote control 810 to open or close the toilet lid 300, it sends a control signal corresponding to the instruction to the control unit 710.
電動開閉制御部710は、メイン制御部800から便蓋300の閉駆動の制御信号を受けると、ドライバ730を介して便蓋300の閉方向にモータ611を駆動する。すなわち便蓋300の閉方向に出力部620が回転するようにモータ611を駆動する。モータ611の回転出力は減速歯車機構612により減速されて出力部620に伝達される。そして制御部710は、便蓋300が閉じたことを確認するとモータ611の駆動を停止させる。便蓋300が閉じたことは、例えば回転検出回路613の出力に基づき、出力部620が便蓋300の閉状態に対応する所定の角度に達したことにより検出できる。または回転検出回路613の出力に基づき、歯車612の回転(モータ611の回転)の停止を検出することにより便蓋300が閉じたことを検出できる。すなわち回転検出回路613が備えるホールICのパルス出力が停止したころをもって歯車の回転(モータ611の回転)の停止を検出できる。なお、人為的な行為等により便蓋300が止められた場合もホールICのパルス出力が停止するがこの場合も、制御部710は、モータ611の駆動を停止する。 When the electric opening/closing control unit 710 receives a control signal for driving the toilet lid 300 to close from the main control unit 800, it drives the motor 611 in the direction of closing the toilet lid 300 via the driver 730. In other words, it drives the motor 611 so that the output unit 620 rotates in the direction of closing the toilet lid 300. The rotation output of the motor 611 is decelerated by the reduction gear mechanism 612 and transmitted to the output unit 620. Then, when the control unit 710 confirms that the toilet lid 300 is closed, it stops driving the motor 611. The toilet lid 300 can be detected to be closed, for example, based on the output of the rotation detection circuit 613, when the output unit 620 reaches a predetermined angle corresponding to the closed state of the toilet lid 300. Alternatively, the toilet lid 300 can be detected to be closed by detecting the stop of the rotation of the gear 612 (the rotation of the motor 611) based on the output of the rotation detection circuit 613. That is, the stop of the rotation of the gears (rotation of the motor 611) can be detected when the pulse output of the Hall IC provided in the rotation detection circuit 613 stops. Note that if the toilet lid 300 is stopped by human action, the pulse output of the Hall IC also stops, but in this case too, the control unit 710 stops driving the motor 611.
一方、制御部710は、メイン制御部800から便蓋300の開動作の制御信号を受けたときは、便蓋300が開く方向に、モータ611を駆動する。すなわち便蓋300の開方向に出力部620が回転するようにモータ611を駆動する。そして制御部710は、便蓋300が開限界角度まで開いたことは、回転検出回路613の出力に基づき、所定の開限界角度に出力部620の角度が達したことにより検出できる。あるいは、回転検出回路613の出力に基づき、歯車612の回転(モータ611の回転)の停止を検出することにより、所定の開限界角度に達したことを検出できる。すなわち回転検出回路613が備えるホールICのパルス出力が停止したことをもって便蓋300がストッパに当接したと判断できる。なお、人為的な行為等により便蓋300が止められた場合もホールICのパルス出力が停止するがこの場合も、制御部710は、モータ611の駆動を停止する。 On the other hand, when the control unit 710 receives a control signal for opening the toilet lid 300 from the main control unit 800, it drives the motor 611 in the direction in which the toilet lid 300 opens. In other words, it drives the motor 611 so that the output unit 620 rotates in the direction in which the toilet lid 300 opens. The control unit 710 can detect that the toilet lid 300 has opened to the opening limit angle by detecting that the angle of the output unit 620 has reached a predetermined opening limit angle based on the output of the rotation detection circuit 613. Alternatively, it can detect that the predetermined opening limit angle has been reached by detecting the stop of the rotation of the gear 612 (the rotation of the motor 611) based on the output of the rotation detection circuit 613. In other words, it can be determined that the toilet lid 300 has come into contact with the stopper by detecting that the pulse output of the Hall IC provided in the rotation detection circuit 613 has stopped. Note that if the toilet lid 300 is stopped by human action, the pulse output of the Hall IC will also stop, but in this case, the control unit 710 will stop driving the motor 611.
一方、便座用電動開閉装置は、便座の出力部520をモータ駆動により回転させる便座用電動開閉機構500と、便座用電動開閉機構500内のモータ511の便蓋モータ用ドライバ720と、ドライバ720を介してモータ511を駆動するとともに便座開閉に関わる制御を行う制御部710(CPU)とを備える。 On the other hand, the electric toilet seat opening and closing device includes an electric toilet seat opening and closing mechanism 500 that rotates the toilet seat output unit 520 by motor drive, a toilet lid motor driver 720 for the motor 511 in the electric toilet seat opening and closing mechanism 500, and a control unit 710 (CPU) that drives the motor 511 via the driver 720 and controls the opening and closing of the toilet seat.
便座用電動開閉機構500は、モータ511と、モータ511の回転出力を減速させる減速歯車機構512と、便座の出力部520の回転角度を検出する回転検出回路513と、出力部520とを有する。便座用電動開閉機構500は、出力部520に開方向の付勢力を作用させるアシストバネをさらに備えてもよい。 The toilet seat electric opening/closing mechanism 500 has a motor 511, a reduction gear mechanism 512 that reduces the rotation output of the motor 511, a rotation detection circuit 513 that detects the rotation angle of the output part 520 of the toilet seat, and an output part 520. The toilet seat electric opening/closing mechanism 500 may further include an assist spring that applies a biasing force in the opening direction to the output part 520.
また便蓋用電動開閉機構500は、減速歯車機構512の歯車に付与された磁石と、回転検出回路513とを有する。回転検出回路513は、磁石の磁界の変化を検出するホールICを含み、ホールICの出力に基づき歯車の回転(すなわちモータ511の回転)有無を検出する。
便座用電動開閉装置の各要素の動作は、駆動の対象が便座である点を除き、便蓋用電動開閉装置の同一名称の要素と基本的に同様であるため、それらの説明を省略する。
The electric toilet lid opening/closing mechanism 500 also has a magnet attached to the gear of the reduction gear mechanism 512, and a rotation detection circuit 513. The rotation detection circuit 513 includes a Hall IC that detects changes in the magnetic field of the magnet, and detects whether the gear is rotating (i.e., the motor 511 is rotating) based on the output of the Hall IC.
The operation of each element of the electric toilet seat opening/closing device is basically the same as that of the electric toilet lid opening/closing device of the same name, except that the object to be driven is the toilet seat, so their explanation will be omitted.
ここで、従来のトイレ装置において便蓋300又は便座200の開駆動時に発生する隙間によるがたつきについて説明する。ここでは便蓋300を例に説明するが、便座200の場合も同様である。 Here, we will explain the rattling caused by gaps that occur when the toilet lid 300 or toilet seat 200 is driven to open in a conventional toilet device. Here, we will use the toilet lid 300 as an example, but the same applies to the toilet seat 200.
図6(A)は、便蓋300(あるいは便蓋用電動開閉機構600の出力部620)の回動角度に対する便蓋300の負荷トルク(自重トルク)のグラフFを示し、図6(B)は便蓋300の開駆動時に発生する嵌合部のがたつきの仕組みを説明する図である。 Figure 6 (A) shows a graph F of the load torque (weight torque) of the toilet lid 300 against the rotation angle of the toilet lid 300 (or the output section 620 of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600), and Figure 6 (B) is a diagram explaining the mechanism of rattling of the fitting portion that occurs when the toilet lid 300 is driven to open.
図6(A)の縦軸は便蓋300の自重トルクを示し、横軸は便蓋300の回転角度を表す。縦軸において自重トルクが0より大きいことは便蓋300の自重トルクが便蓋300の閉方向に作用し、0より小さいことは便蓋300の自重トルクが便蓋300の開方向に作用することを意味する。角度0°は便蓋300が完全に閉じた状態に対応し、全開角度は便蓋が開限界角度まで開いた状態に対応する。 The vertical axis of Figure 6 (A) indicates the weight torque of the toilet lid 300, and the horizontal axis indicates the rotation angle of the toilet lid 300. On the vertical axis, a weight torque greater than 0 means that the weight torque of the toilet lid 300 acts in the closing direction of the toilet lid 300, and a weight torque less than 0 means that the weight torque of the toilet lid 300 acts in the opening direction of the toilet lid 300. An angle of 0° corresponds to a state in which the toilet lid 300 is completely closed, and a fully open angle corresponds to a state in which the toilet lid is open to its maximum opening angle.
従来のトイレ装置では、図6(B)のように便蓋300の閉状態から、反転ポイントP10(例えば便蓋300の重心が回転中心軸の鉛直上方に位置することとなる、便蓋300の自重トルクが0となる角度)までは便蓋300の自重トルクは便蓋300の閉方向に作用する。しかしながら、当該反転ポイントP10を超えると、便蓋300の自重トルクは、便蓋300の閉方向から開方向に反転する。このとき、出力部620と軸受320の隙間の大きさに応じて、便蓋300が自重により開方向に急激に動き(反転動作)、出力部620と軸受320との相対位置の関係が逆転する(図6(B)の破線枠内を参照)。つまり、出力部620と軸受320との隙間が、反転ポイントP10までは閉方向側に形成されていたが、反転ポイントP10より後は、開方向側に形成される。これががたつきとして、反転動作後の回転速度の増加と便蓋300の全開角度でのふらつきを発生させて品位を損なう動作となる。 In the conventional toilet device, as shown in FIG. 6(B), from the closed state of the toilet lid 300 to the reversal point P10 (for example, the angle at which the center of gravity of the toilet lid 300 is located vertically above the rotation axis and the torque of the toilet lid 300's own weight is 0), the torque of the toilet lid 300's own weight acts in the closing direction of the toilet lid 300. However, once the reversal point P10 is exceeded, the torque of the toilet lid 300's own weight reverses from the closing direction of the toilet lid 300 to the opening direction. At this time, depending on the size of the gap between the output part 620 and the bearing 320, the toilet lid 300 moves suddenly in the opening direction due to its own weight (reversal operation), and the relative position relationship between the output part 620 and the bearing 320 is reversed (see the dashed frame in FIG. 6(B)). In other words, the gap between the output part 620 and the bearing 320 was formed in the closing direction side up to the reversal point P10, but after the reversal point P10, it is formed in the opening direction side. This causes rattling, an increase in rotation speed after the inversion operation, and wobbling at the full open angle of the toilet lid 300, resulting in an operation that impairs the quality of the toilet.
図7は、従来における便蓋300の開駆動時に便蓋用電動開閉機構600の出力部620が便蓋300の軸受320に伝えるトルクを表し、便蓋300に加えるトルクを縦軸、開駆動中の時間を横軸で表す。図7(a)では便蓋300の負荷トルクが大きいため開方向に大きなトルクを伝えている。図7(b)では、上記がたつき時に速度が増加することを見越して、便蓋300に伝えるトルクを下げて速度を落としている。図7(c)では反転動作のため便蓋300の速度があがり、出力部620からは微小なトルクが伝わっていることを表す。図7(d)では、便蓋300がストッパに当たり全開した後、トルクは停動トルクまで上昇し、便蓋300を開限界角度で押さえつけている様子を表す。ここでいう停動トルクとは、電動開閉機構600の出力部620回転速度が0になったときに出力するトルクを表す。(例えば、図14においてDuty比50%の制御出力に対する停動トルクはP20となる。)この図8の開動作の状態において、トルクは開方向に伝わり続けるため、開端手前の反転ポイントP10以降で加速し、便蓋300は開限界角度においてふらつきを発生する。 Figure 7 shows the torque transmitted by the output part 620 of the electric toilet lid opening and closing mechanism 600 to the bearing 320 of the toilet lid 300 when the toilet lid 300 is opened in a conventional manner, with the torque applied to the toilet lid 300 on the vertical axis and the time during the opening drive on the horizontal axis. In Figure 7(a), the load torque of the toilet lid 300 is large, so a large torque is transmitted in the opening direction. In Figure 7(b), the torque transmitted to the toilet lid 300 is reduced to slow down the speed in anticipation of an increase in speed during the rattle. Figure 7(c) shows that the speed of the toilet lid 300 increases due to the reversal operation, and a small torque is transmitted from the output part 620. In Figure 7(d), after the toilet lid 300 hits the stopper and opens fully, the torque increases to the stall torque, and the toilet lid 300 is held down at the opening limit angle. The stall torque here refers to the torque output when the rotation speed of the output part 620 of the electric opening and closing mechanism 600 becomes 0. (For example, in FIG. 14, the stall torque for a control output with a duty ratio of 50% is P20.) In the opening operation state of FIG. 8, the torque continues to be transmitted in the opening direction, accelerating after reversal point P10 just before the open end, causing the toilet lid 300 to wobble at the maximum opening angle.
次に、従来における反転動作時に便蓋用電動開閉機構600の駆動トルクを抑制し、出力部620を軸受320の開方向と反対側に接触させること(逆当て)によって、便蓋300を減速させた場合について説明する。図8は、反転時に出力部620の接触方向を軸受320の閉側に当てて便蓋300を減速させた場合の、出力部620と便蓋300の軸受320の関係を表す。図8(b)において、自重トルクの反転ポイントの手前から徐々に減速させる。図8(c)において、反転動作後の便蓋300の速度の増加を抑制するために出力部620は逆当てを行う。その際、逆当てによって便蓋300の閉方向に加わるトルクが過大であると、図8(d)のように、便蓋300が閉方向に戻る動作が発生する(跳ね返り)。 Next, a case where the toilet lid 300 is decelerated by suppressing the drive torque of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 during a conventional inversion operation and contacting the output unit 620 with the side opposite to the opening direction of the bearing 320 (reverse contact) will be described. Figure 8 shows the relationship between the output unit 620 and the bearing 320 of the toilet lid 300 when the contact direction of the output unit 620 is brought into contact with the closing side of the bearing 320 during inversion to decelerate the toilet lid 300. In Figure 8 (b), the toilet lid 300 is gradually decelerated just before the reversal point of the self-weight torque. In Figure 8 (c), the output unit 620 performs reverse contact to suppress an increase in the speed of the toilet lid 300 after the inversion operation. At that time, if the torque applied in the closing direction of the toilet lid 300 due to reverse contact is excessive, the toilet lid 300 will return to the closing direction (bounce) as shown in Figure 8 (d).
図9では、図8の便蓋300の跳ね返りが発生する場合における、開動作中のトルク値の時間変化を表す。図9(c)において逆当たり時に過大なトルクが閉方向に加わり、便蓋300は閉側へ跳ね返る。跳ね返った結果、出力部620は軸受320の開方向に再度接触し、便蓋300を開方向へ駆動させる。また最悪の場合、開方向へ駆動するトルクが不足し、回転検出手段613が出力部620の回転を検出できない場合、制御部710はモータ611の駆動を停止する可能性がある。減速させるための逆当て時のトルクが適切でなく、跳ね返りが発生すると、滑らかな便蓋300の軌道でなくなり大きく品位が損なわれてしまう。しかし、がたつきがあるため減速させるトルクの程度を調整することは困難である。 Figure 9 shows the change in torque value over time during the opening operation when the toilet lid 300 in Figure 8 bounces back. In Figure 9 (c), excessive torque is applied in the closing direction during reverse impact, causing the toilet lid 300 to bounce back to the closed side. As a result of the rebound, the output unit 620 contacts the bearing 320 again in the opening direction, driving the toilet lid 300 in the opening direction. In the worst case scenario, if the torque to drive in the opening direction is insufficient and the rotation detection means 613 cannot detect the rotation of the output unit 620, the control unit 710 may stop driving the motor 611. If the torque at the reverse impact to decelerate is not appropriate and rebounding occurs, the toilet lid 300 will no longer follow a smooth trajectory, and the quality will be greatly impaired. However, because of the rattle, it is difficult to adjust the degree of deceleration torque.
そこで本発明では、図10(c)の瞬間に逆当てされたかの接触判定を行い、接触の程度に応じて図10(d)の開駆動再開のタイミングを調整し、前述の便蓋300の跳ね返りを解決し、滑らかな便蓋300の開閉動作を実現する。 In this invention, therefore, a contact determination is made as to whether or not a reverse strike has occurred at the moment shown in FIG. 10(c), and the timing of resuming the opening drive in FIG. 10(d) is adjusted depending on the degree of contact, thereby eliminating the bouncing of the toilet lid 300 mentioned above and realizing a smooth opening and closing operation of the toilet lid 300.
図11は、本発明における便蓋300の開駆動時における出力部620の発生トルクを表す。図11(b)は、負荷の反転ポイントP10の手前から駆動トルクを抑制し、速度を抑制する様子を表す。反転ポイントP10までに便蓋300が止まらないために、駆動トルクを開方向に発生させ続ける。反転ポイントP10を迎えると、出力部620は便蓋の軸受320の閉側に接触するため、図11(c)のように、出力部620は便蓋300に対して閉側のトルクを発生させる。後述する接触判定の方法を利用して、接触の大きさに合わせて発生させるトルクを図12(d)のように、便蓋300を減速しかつ跳ね返りが発生しないトルクに調整する。 Figure 11 shows the torque generated by the output unit 620 when the toilet lid 300 is driven to open in the present invention. Figure 11 (b) shows how the drive torque is suppressed and the speed is suppressed just before the load reversal point P10. Because the toilet lid 300 does not stop by the reversal point P10, the drive torque continues to be generated in the opening direction. When the reversal point P10 is reached, the output unit 620 comes into contact with the closing side of the toilet lid bearing 320, so as shown in Figure 11 (c), the output unit 620 generates a closing torque on the toilet lid 300. Using the contact determination method described below, the torque generated according to the magnitude of contact is adjusted to a torque that decelerates the toilet lid 300 and does not cause bouncing, as shown in Figure 12 (d).
また、反転ポイントP10で出力部620の駆動トルクを抑制させる際は、図12(b)のように出力部620を逆回転させても良い。逆回転させることで、出力部620が軸受320の閉側に当たるまでの時間を図11の形態よりも短くすることができるため、反転ポイントP10後の便蓋300の加速を速く抑制することができる。接触判定後は図11と同様である。 When suppressing the drive torque of the output unit 620 at the reversal point P10, the output unit 620 may be rotated in reverse as shown in FIG. 12(b). By rotating in reverse, the time until the output unit 620 hits the closing side of the bearing 320 can be made shorter than in the form shown in FIG. 11, so that the acceleration of the toilet lid 300 after the reversal point P10 can be suppressed more quickly. The process after the contact determination is the same as in FIG. 11.
このトイレ装置は、図13に示す工程を順次実行して開動作を行う。 This toilet device performs the opening operation by sequentially executing the steps shown in Figure 13.
まず、電動開閉制御手段700は、メイン制御部800から開動作開始の信号を受信すると、モータ611の開駆動を始める。そして、電動開閉制御部710は、回転検出回路613によって算出された便蓋300の角度が、予め設定しておいた設定角度、例えば便蓋の開き角度70°~100°における任意の設定値を超えたかを判断する。設定角度を超えた場合はモータ611の駆動を抑制する。ここでの抑制とは、モータ611の駆動トルクを下げて減速しても、閉方向に駆動して逆回転してもよい。次に、モータ611の駆動を抑制したあとは接触判定フローを開始する。便蓋用電動開閉機構600または便蓋300に設置されたセンサ類から、便蓋の軸受320における発生トルクを算出する。そして、その発生トルクが予め設定しておいた設定トルクを超えたかどうか判断する。超えた場合は接触判定フローを終了し、モータ駆動を開方向に増加させ、便蓋300を開限界角度まで開く。 First, when the electric opening/closing control means 700 receives a signal from the main control unit 800 to start the opening operation, it starts driving the motor 611 to open. Then, the electric opening/closing control unit 710 judges whether the angle of the toilet lid 300 calculated by the rotation detection circuit 613 exceeds a preset angle, for example, an arbitrary set value between 70° and 100° of the toilet lid opening angle. If the set angle is exceeded, the driving of the motor 611 is suppressed. In this case, suppression may mean reducing the driving torque of the motor 611 to decelerate, or driving in the closing direction to rotate in reverse. Next, after suppressing the driving of the motor 611, the contact determination flow is started. The generated torque in the toilet lid bearing 320 is calculated from sensors installed in the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 or the toilet lid 300. Then, it is judged whether the generated torque exceeds the preset set torque. If it does, the contact determination flow is terminated, the motor drive is increased in the opening direction, and the toilet lid 300 is opened to the opening limit angle.
図14~図20は、発生トルクの算出方法を説明した図である。 Figures 14 to 20 explain how to calculate the generated torque.
図14は、予め設定された便蓋用電動開閉機構600のTN特性を元に発生トルクを算出する方法を表す。図14に示したTN特性とは、便蓋用電動開閉機構600の駆動トルクと回転数の関係を表したものである。ここで、動作中のTN特性はPWM制御のDuty比に合わせて、設定されたDuty比100%のTN特性から並行移動した特性を示すものとする。また、電動開閉制御部710は回転検出回路613から検出された回転情報をもとに回転数(回転速度)を算出する手段を有し、回転検出回路613は、例えばホールICで、ホールICからの出力されるパルス1波形の角度をパルス1波形の時間で除することで平均的な回転数(回転速度)を算出してもよい。 Figure 14 shows a method for calculating the generated torque based on the TN characteristic of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 that has been set in advance. The TN characteristic shown in Figure 14 shows the relationship between the drive torque and rotation speed of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600. Here, the TN characteristic during operation is assumed to be a characteristic that is shifted in parallel from the TN characteristic with a duty ratio of 100% set in accordance with the duty ratio of the PWM control. In addition, the electric opening/closing control unit 710 has a means for calculating the rotation speed (rotation speed) based on the rotation information detected from the rotation detection circuit 613, and the rotation detection circuit 613 may be, for example, a Hall IC, which calculates the average rotation speed (rotation speed) by dividing the angle of the pulse 1 waveform output from the Hall IC by the time of the pulse 1 waveform.
発生トルクは、出力したDuty比から得られるTN特性において、算出された回転数(回転速度)に対応するトルクとして算出することができる。例えば、図14のように、Duty比50%で駆動している便蓋用電動開閉機構600において、回転検出回路613から検出された回転数がN1であった場合、その際の便蓋用電動開閉機構600の発生トルクはT1となる。 The generated torque can be calculated as the torque corresponding to the calculated number of revolutions (rotational speed) in the TN characteristic obtained from the output duty ratio. For example, as shown in FIG. 14, in an electric toilet lid opening/closing mechanism 600 operating at a duty ratio of 50%, if the number of revolutions detected by the rotation detection circuit 613 is N1, the generated torque of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 at that time is T1.
このような手法によって、回転検知回路613を利用した接触判定が可能となる。 This method makes it possible to determine contact using the rotation detection circuit 613.
図15は、角速度検出回路640による発生トルクの算出方法を表す。図15で示す角速度検出回路640は、便蓋300もしくは便蓋用電動開閉機構600に配置され、電動開閉制御手段700と接続される。 Figure 15 shows a method for calculating the generated torque using the angular velocity detection circuit 640. The angular velocity detection circuit 640 shown in Figure 15 is disposed in the toilet lid 300 or the electric toilet lid opening/closing mechanism 600, and is connected to the electric opening/closing control means 700.
図16は、角速度検出回路640の配置例を示す。角速度検出回路640は、例えばジャイロセンサを、出力部620もしくは便蓋300の回転軸上(図16の長鎖線)に配置し、回転軸の回転方向(図16の矢印)に対して角速度を検出可能な方向に設置する。 Figure 16 shows an example of the arrangement of the angular velocity detection circuit 640. The angular velocity detection circuit 640 is, for example, arranged with a gyro sensor on the rotation axis of the output unit 620 or the toilet lid 300 (long chain line in Figure 16), and is installed in a direction that allows it to detect angular velocity with respect to the rotation direction of the rotation axis (arrow in Figure 16).
電動開閉制御部710は、角速度検出回路640から検出された角速度θdの変化量を、変化までの時間で除することで、角加速度θddを算出することができる。そして、予め設定された便蓋300の慣性力Iと、算出された角加速度θddから、発生トルクτはτ=I×θddとして算出することができる。 The electric opening/closing control unit 710 can calculate the angular acceleration θdd by dividing the amount of change in the angular velocity θd detected by the angular velocity detection circuit 640 by the time until the change. Then, the generated torque τ can be calculated as τ = I × θdd from the preset inertial force I of the toilet lid 300 and the calculated angular acceleration θdd.
図14の形態においては、出力部620と回転検出回路613の間に減速歯車機構612があり、歯車のバックラッシが存在する場合、便蓋300と出力部620が接触したタイミングから発生トルクの算出までに遅れが発生することとなる。一方、図15の形態では、接触位置に近い場所で接触判定を行うことができるため、逆当たりに対して素早い駆動制御が可能となる。 In the embodiment of FIG. 14, there is a reduction gear mechanism 612 between the output unit 620 and the rotation detection circuit 613, and if there is gear backlash, a delay will occur between the timing when the toilet lid 300 and the output unit 620 come into contact and the calculation of the generated torque. On the other hand, in the embodiment of FIG. 15, contact determination can be performed in a location close to the contact position, making it possible to perform quick drive control in response to a reverse hit.
図17と図18では、電流値検出回路740による発生トルクの算出方法を表す。図17では、電動開閉制御手段700に、モータ611の電流値検出回路740を設置し、電動開閉制御部710で電流値を検出可能な様子を表す。図18では、便蓋用電動開閉機構600のTI特性を元に発生トルクを算出する方法を表す。ここでTI特性とは、便蓋用電動開閉機構600の駆動トルクとモータ611に流れる電流値との関係を表したものである。電動開閉制御部710は、駆動中の電流値を元に、あらかじめ設定された便蓋用電動開閉機構600のTI特性から、発生トルクを算出し、接触判定を行う。 Figures 17 and 18 show a method of calculating the generated torque using the current value detection circuit 740. Figure 17 shows how the motor 611 current value detection circuit 740 is installed in the electric opening/closing control means 700, and the electric opening/closing control unit 710 can detect the current value. Figure 18 shows a method of calculating the generated torque based on the TI characteristic of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600. Here, the TI characteristic represents the relationship between the drive torque of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 and the current value flowing through the motor 611. The electric opening/closing control unit 710 calculates the generated torque from the preset TI characteristic of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 based on the current value during driving, and performs contact determination.
図15のTN特性を元に発生トルクを算出する手段では、回転速度の算出精度が回転検出回路613の機械構成に大きく影響される。つまり、回転検出回路613がホールICであれば、パルス波形が出力されるまでは回転速度を検出できない。一方、図17と図18の手段では、電流値による発生トルクをセンサのサンプリング周期に応じて出力することができるため、都度モータ611での発生トルクを算出することができる。また、図17の形態において、電動開閉制御手段700に電流値検出回路740を設置することで、便蓋用電動開閉機構600内部に電流値検出回路740を設置する必要がなくなり、便蓋用電動開閉機構600の小型化を図ることができる。 In the means for calculating the generated torque based on the TN characteristic in FIG. 15, the calculation accuracy of the rotation speed is greatly affected by the mechanical configuration of the rotation detection circuit 613. In other words, if the rotation detection circuit 613 is a Hall IC, the rotation speed cannot be detected until a pulse waveform is output. On the other hand, in the means in FIG. 17 and FIG. 18, the generated torque according to the current value can be output according to the sampling period of the sensor, so that the generated torque in the motor 611 can be calculated each time. In addition, in the form in FIG. 17, by installing a current value detection circuit 740 in the electric opening/closing control means 700, it is no longer necessary to install a current value detection circuit 740 inside the electric toilet lid opening/closing mechanism 600, and the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 can be made smaller.
図19と図20では、荷重検出回路650による発生トルクの算出構成を表す。図19では、荷重検出回路650を便蓋用電動開閉機構600の出力部620、もしくは、便蓋300の軸受320に設置した構成を表す。荷重検出回路650は、電動開閉制御手段70に接続され、電動開閉制御部710は検出された荷重値を元に発生トルクを算出する。 Figures 19 and 20 show the calculation configuration of the generated torque by the load detection circuit 650. Figure 19 shows a configuration in which the load detection circuit 650 is installed in the output section 620 of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 or in the bearing 320 of the toilet lid 300. The load detection circuit 650 is connected to the electric opening/closing control means 70, and the electric opening/closing control section 710 calculates the generated torque based on the detected load value.
図20(a)では、便蓋用電動開閉機構600の出力部620にひずみゲージ等の荷重センサを設置した例を示す。また。図20(b)では、同様の荷重センサを便蓋300の軸受に設置した例を示す。荷重センサは、回転軸のモーメントが測定できる円周方向の荷重を測定できるように配置する。制御部では、荷重値と予め設定された回転軸中心と荷重センサまでの距離からトルクを算出し、発生トルクの大きさから接触判定を行う。なお、単純な接触判定を行う分には、必ずしも、トルク値の換算は必要とせず、荷重値の大小で判断しても良い。 Figure 20(a) shows an example where a load sensor such as a strain gauge is installed on the output section 620 of the electric toilet lid opening/closing mechanism 600. Also, Figure 20(b) shows an example where a similar load sensor is installed on the bearing of the toilet lid 300. The load sensor is positioned so that it can measure the load in the circumferential direction, which allows the moment of the rotation axis to be measured. The control section calculates the torque from the load value and the distance from the preset center of the rotation axis to the load sensor, and performs contact determination from the magnitude of the generated torque. Note that, in order to perform a simple contact determination, it is not necessarily necessary to convert the torque value, and it may be determined based on the magnitude of the load value.
図14や図17、図18のようなモータ611や便蓋用電動開閉機構600の歯車に接続された検出回路から接触判定を行う場合、便蓋用電動開閉機構600のバックラッシがあるため、接触から接触判定までの時間に遅れが生じる。一方、図19と図20の手段では、接触位置に一番近い位置で接触の発生を検出することができるため、出力部620の逆当たりに対して、迅速な制御が行うことができ、便蓋300の跳ね返りを抑制し滑らかな開動作が可能となる。 When contact determination is performed using a detection circuit connected to the gears of the motor 611 or the electric toilet lid opening/closing mechanism 600 as shown in Figures 14, 17, and 18, there is a backlash in the electric toilet lid opening/closing mechanism 600, so there is a delay in the time from contact to the contact determination. On the other hand, the means in Figures 19 and 20 can detect the occurrence of contact at the position closest to the contact position, so rapid control can be performed in response to a back hit by the output unit 620, suppressing the bouncing of the toilet lid 300 and enabling a smooth opening operation.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものでなく、実施段階では本発明の技術的思想の範疇を逸脱しない限り、構成要素を適宜変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、上記実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除することも可能である。 Although an embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and in the implementation stage, the components can be appropriately modified and embodied as long as the modification does not deviate from the scope of the technical concept of the present invention. Furthermore, various inventions can be formed by appropriately combining the multiple components disclosed in the above embodiment. For example, it is also possible to delete some of the components from all of the components shown in the above embodiment.
100 本体部
200 便座
210、220、310、320 軸受
300 便蓋
400 便器
500 便座用電動開閉機構
511、611 モータ
512、612 減速歯車機構
513、613 回転検出回路
514、614 付勢ばね
520、530、620、630 出力部
600 便蓋用電動開閉機構
640 角速度検出回路
650 荷重検出回路
700 電動開閉制御手段
710 電動開閉制御部
720 便座モータ用ドライバ
730 便蓋モータ用ドライバ
740 電流値検出回路
800 メイン制御部
810 リモコン
820 他機能
P10 反転ポイント
P20、P30 停動トルク
100 Main body 200 Toilet seat 210, 220, 310, 320 Bearing 300 Toilet lid 400 Toilet bowl 500 Electric toilet seat opening/closing mechanism 511, 611 Motor 512, 612 Reduction gear mechanism 513, 613 Rotation detection circuit 514, 614 Spring 520, 530, 620, 630 Output section 600 Electric toilet lid opening/closing mechanism 640 Angular velocity detection circuit 650 Load detection circuit 700 Electric opening/closing control means 710 Electric opening/closing control section 720 Toilet seat motor driver 730 Toilet lid motor driver 740 Current value detection circuit 800 Main control section 810 Remote control 820 Other functions P10 Reversal point P20, P30 Stall torque
Claims (6)
前記支持部に対して回動可能に支持され、嵌合部を有する回動部材と、
前記回動部材を回動させるモータと、前記嵌合部に対して隙間を設けて嵌合し、前記モータの出力を前記回動部材に伝達する出力部と、を有する電動開閉機構と、
前記モータの駆動を制御する制御手段と、
前記回動部材が回動しているときに、前記回動部材に対して回動方向とは逆方向に力が加わるように前記出力部と前記嵌合部とが接触したことを検出する接触検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記回動部材を開動作させるとき、前記回動部材が所定角度になったときに前記モータを制御して前記出力部の開方向への回動を抑制させ、
前記制御手段は、前記出力部の開方向への回動の抑制後、前記回動部材に対して閉方向に力が加わるように前記出力部と前記嵌合部とが接触したことを前記接触検出手段が検出した後に、前記モータを制御して前記出力部を開方向へ回動させ、
前記接触検出手段は、前記モータのトルクを検出するモータトルク検出手段を備え、前記モータトルク検出手段によって検出した前記モータのトルクに基づいて検出を行うことを特徴とするトイレ装置。 A support part that is attached to the toilet bowl;
A rotating member supported rotatably relative to the support portion and having a fitting portion;
an electric opening/closing mechanism including a motor that rotates the rotating member and an output portion that is fitted to the fitting portion with a gap therebetween and transmits an output of the motor to the rotating member;
A control means for controlling the driving of the motor;
a contact detection means for detecting, when the rotating member is rotating, that the output portion and the fitting portion come into contact with each other so that a force is applied to the rotating member in a direction opposite to a rotation direction,
the control means, when performing an opening operation of the rotating member, controls the motor when the rotating member reaches a predetermined angle to suppress rotation of the output section in the opening direction;
the control means controls the motor to rotate the output unit in the opening direction after the contact detection means detects that the output unit and the fitting unit have come into contact with each other so that a force is applied to the rotating member in the closing direction after the rotation of the output unit in the opening direction is suppressed ,
The toilet apparatus according to the present invention, characterized in that the contact detection means includes a motor torque detection means for detecting a torque of the motor, and detection is performed based on the torque of the motor detected by the motor torque detection means .
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