【手続補正書】
【提出日】平成17年2月21日(2005.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】    明細書
【発明の名称】    電動便器洗浄装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  便器洗浄用排水弁を開閉作動させるレバーが先端に取付けられたスピンドルと、このスピンドルをそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、前記スピンドルとモータの出力軸とを同心に配置したことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項２】  請求項１記載の電動便器洗浄装置において、前記スピンドルと駆動モータの出力軸の間に、遊星歯車機構を複数段直列に配置してなる減速歯車列を介在させたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項３】  便器洗浄用排水弁を開閉作動させるレバーが先端に取付けられたスピンドルと、このスピンドルをそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該駆動モータの駆動力を減速歯車列を介して前記スピンドルに伝達する電動便器洗浄装置において、前記減速歯車列に遊星歯車機構を用いたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項４】  請求項３記載の電動便器洗浄装置において、前記遊星歯車機構を複数段直列に配置したことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項５】  請求項３又は請求項４記載の電動便器洗浄装置において、最終段となる出力軸とスピンドルとの間にトルクリミッタ機構を設けたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項６】  請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の電動便器洗浄装置において、遊星歯車機構の最終段となる出力軸とスピンドルとの間に前記スピンドルの回動状態に対応した位置情報を出力する位置検出手段を設けたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項７】  請求項３乃至請求項６のいずれか１項記載の電動便器洗浄装置において、前記遊星歯車機構を前記駆動モータの外径と略同一としたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項８】  請求項３乃至請求項７のいずれか１項記載の電動便器洗浄装置において、前記遊星歯車機構の遊星ギアを複数設けたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項９】  請求項３記載の電動便器洗浄装置において、前記スピンドルと駆動モータの出力軸とを平行に配置したことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項１０】  請求項３記載の電動便器洗浄装置において、前記スピンドルと駆動モータの出力軸とを直角に配置したことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項１１】  請求項３記載の電動便器洗浄装置において、前記駆動モータとスピンドルの間に、前記減速歯車列に加えて巻掛け伝達手段を設けたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項１２】  請求項５記載の電動便器洗浄装置において、前記トルクリミッタ機構として、最終段となる出力軸とスピンドルとの間に潤滑材を用いた摩擦方式としたことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【請求項１３】  請求項１２記載の電動便器洗浄装置において、最終段となる出力軸とスピンドルとを回転軸方向にずれないように締結したことを特徴とする電動便器洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は便器における電動便器洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の電動便器洗浄装置は、便器洗浄水を貯めるロータンクの内部に取付けられ、駆動モータ３２の動力が伝達されてスピンドル１８の先端に取付けられているレバーが回転し、ロータンクの下部に設けられた排水弁を引き上げて開閉作動させるものであった。そして、このものでは駆動モータ３２の出力軸とスピンドル１８とは複数の歯車輪列７０を介して連結しているため、夫々が異軸とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のものは夫々が異なる軸を有する複数の歯車輪列を有するために大きな（スピンドルの軸心と直交する投影面に対して）取付面積を必要としていた。従つて、軽量、コンパクト化を要求されているロータンク等に用いることには肯んじ得ないものがある。
本発明では上記従来の問題点に鑑み、電動便器洗浄装置の小型化、コストダウン等を図ったものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用、効果】
上記課題を解決するために、請求項１の発明においては、便器洗浄用排水弁を開閉作動させるレバーが先端に取付けられたスピンドルと、このスピンドルをそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、前記スピンドルとモータの出力軸とを同心に配置したので、装置自体の取付面積を小さくすることができ、コンパクト化されたロータンク等にも電動便器洗浄装置を搭載することが可能となる。
【０００５】
さらに、請求項２の発明においては、請求項１記載の発明に加え、前記スピンドルと駆動モータの出力軸の間に、遊星歯車機構を複数段直列に配置してなる減速歯車列を介在させることで、スピンドルの軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形をスピンドルと同心円形状にできるため、コンパクト化されたロータンク等にも電動便器洗浄装置を搭載することが可能となる。また、比較的小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
【０００６】
請求項３の発明においては、便器洗浄用排水弁を開閉作動させるレバーが先端に取付けられたスピンドルと、このスピンドルをそれぞれ正逆方向に回転させる駆動モータとから成り、該モータの駆動力を減速歯車列を介して前記スピンドルに伝達して電動便器洗浄装置において、前記減速歯車列に遊星歯車機構を用いたので、同心上に駆動モータ及び減速歯車列及びスピンドルを配置することができるため、スピンドルの軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形をスピンドルと同心円形状にできるため、コンパクト化されたロータンク等にも電動便器洗浄装置を搭載することが可能となる。
【０００７】
請求項４の発明においては、請求項３記載の発明に加え、前記遊星歯車機構を複数段直列に配置したので、比較的小型のモータ及び遊星歯車機構で良くなるため、収納設計を更に楽にすることができる。
【０００８】
請求項５の発明においては、請求項３又は請求項４記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸とスピンドルとの間にトルクリミッタ機構を設けたので、排水弁に異常が発生する等、スピンドル側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。
【０００９】
請求項６の発明においては、請求項３乃至請求項５記載の発明に加え、遊星歯車機構の最終段となる出力軸とスピンドルとの間に前記スピンドルの回動状態に対応した位置情報を出力する位置検出手段を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、スピンドルの開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
【００１０】
請求項７の発明においては、請求項３乃至請求項６記載の発明に加え、遊星歯車機構を前記駆動モータの外径と略同一としたので、モータの発生トルクと遊星歯車機構の減速比とを最適なバランスで設計でき、必要最小限の大きさとすることが可能となる。
【００１１】
請求項８の発明においては、請求項３乃至請求項７記載の発明に加え、前記遊星歯車機構の遊星ギアを複数設けたので、分散して荷重を受けることができ、１つ１つの遊星ギアの破壊強度を小さく設計できる。
【００１２】
請求項９の発明においては、平行に駆動モータと減速歯車列及びスピンドルとを配置したため、電動便器洗浄装置の側方のスペースにゆとりができ、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
【００１３】
請求項１０の発明においては、直角に駆動モータと減速歯車列及びスピンドルとを配置したため、電動便器洗浄装置の側方又は下方のスペースにゆとりができ、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
【００１４】
請求項１１の発明においては、前記駆動モータとスピンドルの間に、前記減速歯車列に加えて巻掛け伝達手段を設けたため、電動便器洗浄装置の駆動モータや減速歯車列及びスピンドルのレイアウト設計が極めて容易になる。
【００１５】
請求項１２の発明においては、前記トルクリミッタ機構として、最終段となる出力軸とスピンドルとの間に潤滑材を用いた摩擦方式としたため、排水弁に異常が発生する等、スピンドル側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。また、最終段となる出力軸とスピンドルのスリップ時において、スムーズであり、また、異音等の発生が無い。さらに、減速歯車等のグリースがトルクリミッタ機構に入ったとしても、トルクリミッタの性能はあまり影響を受けなくて済む。
【００１６】
請求項１３の発明においては、最終段となる出力軸とスピンドルとをスピンドル方向にずれないように締結したため、排水弁に異常が発生する等の動作が繰返されても、最終段となる出力軸とスピンドルとはスピンドル方向にずれない。したがって、最終段となる出力軸とスピンドルの位置関係がずれないため、機能部品収納筒等との干渉もなくなり、電動便器洗浄装置の性能を悪化させることがなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して実施例について説明する。
図１は本発明の便器洗浄装置の斜視図である。図において、便器本体１の背部側のリムの上面を利用して暖房便座装置１０のケーシング１１を固定し、このケーシング１１には便座１２及び便ふた１３を夫々開閉自在に取付けている。
また、便器本体の背部側のリムの上面を利用してロータンク１４が固定されている。ロータンクの壁１５を貫通して設けた貫通口１６に回動不能に挿入固定される電動便器洗浄ユニット３０が取付けられる。
【００１８】
電動便器洗浄ユニット３０は、リモコン１７の便器洗浄スイッチを押すと、便器洗浄ユニット内の駆動モータ３２に通電され、伝達ギアを介してスピンドル１８に回転トルクが伝わる。スピンドル１８の先端に付いているレバー１９が回転し、便器洗浄用の排水弁２０を作動させる。
【００１９】
図２或いは図３に示すように、機能部品収納部３０の一端からは電力線及び信号線を束ねた電気配線５０が引出されており、その電気配線５０は、ケーシング１１内部のコントローラの接続プラグ２１へ差し込む。
【００２０】
図４に電動便器洗浄ユニット３０の断面図、図５に分解斜視図を示す。図示するように、電動便器洗浄ユニット３０は、一端に電気配線取出穴３１ｂを有し他端を開放する円筒状の機能部品収納筒３１、機能部品収納筒３１と便座１２とを回転不能に固定するための固定用ブロック３１ａ、ＤＣブラシモータ等により構成される駆動モータ３２、減速歯車列を構成する遊星歯車機構３３（本実施例では直列に３段）、設定以上の荷重がスピンドル１８にかかった場合に減速歯車列に荷重を伝達しないためのトルクリミッタ機構３４、便座１２の回転位置を検出するポテンショメータ３５、スピンドル１８が挿入される挿入穴３６ｂを有する軸受３６、便座１２を常時開方向に付勢するトーションスプリング３７、機能部品収納筒３１と回転不能に固定されるスプリング受３８、スプリング受３８を機能部品収納筒３１内に固定するための固定部材３９とで構成される。機能部品収納筒３１の開放端内周には前記固定部材３９をねじ込むための雌ネジを設け、雌ネジよりも奥側には内ギア３３ａ（後述）及びスプリング受３８を回転不能とするためのセレーションを設ける。
【００２１】
駆動モータ３２の出力軸には太陽歯車３２ａを圧入し、後述する遊星歯車機構３３と機械的に連結できるようにする。
【００２２】
次に図６を用いて電動便器洗浄ユニット３０に用いた減速歯車列である遊星歯車機構３３について説明する。
遊星歯車機構３３は、機能部収納筒３１の内周に設けられた内ギア３３ａと、これに噛合う複数の遊星ギア３３ｂ…と、この遊星ギア３３ｂに噛合う太陽歯車３３ｃから構成される。上記遊星ギア３３ｂは、太陽歯車３３ｃの裏面より突出した突軸３３ｄ…により夫々回転（自転）自在に軸支される。突軸３３ｄは所定間隔で環状に、例えば１２０°間隔で３本設け、３つの遊星ギア３３ｂを取付ける。なお、前記突軸３３ｄの先端部分を一体化するための固定穴３３ｆ…及び太陽歯車挿入穴３３ｇを有する蓋３３ｅを設けることで、遊星ギア３３ｂ…は遊星歯車機構３３としてユニット化される。
【００２３】
次に図７を用いて電動便器洗浄ユニット３０に用いたトルクリミッタ機構３４について説明する。
トルクリミッタ機構３４は、最終段の遊星歯車機構３３の太陽ギア３３ｃに回転不能に固定されるトルク伝達ギア３４ａと摩擦ギア３４ｂとで構成される。トルク伝達ギア３４ａは縁付き円盤状に形成され、中央に太陽ギア３３ｃの表側突軸３３ｈと略同一形状の穴３４ｃを設け、縁部内側には伝達突起３４ｄを設ける。摩擦ギア３４ｂは十字形状にゴム等の弾性体で形成し、外側突起３４ｅが所定荷重以内では伝達突起３４ｄからの回転力を受け、所定荷重を超えると外側突起３４ｅが伝達突起３４ｄにより変形されて摩擦ギア３４ｂに回転力を伝達しないように形成している。
なお、摩擦ギア３４ｂの中央には動力伝達用突起３４ｆを設けている。
【００２４】
スピンドル１８の絶対位置は、トルクリミッタ機構３４と軸受３６（後述）との間に組み込まれたポテンショメータ３５によって検出される。ポテンショメータ３５は軸受３６に取付けられる１枚のプリント基板３５ａとスプリング受３８の一端に設けられるポジションブラシ３５ｂとで構成される。プリント基板３５ａ上には、同心円状のパターン部、印刷抵抗部を形成している。なお、印刷抵抗部の中心角はスピンドル１８の回動角度と対応している。そして、ポジションブラシ３５ｂは、先端部分で、パターン部および印刷抵抗部に摺動的に接触し電気的に導通するようになっている。スピンドル１８が回動するとそれに応じて軸受３６が回動し、プリント基板３５ａに対するポジションブラシ３５ｂの位置が変わるので、それを電気的に検出してスピンドル１８の位置を検出するのである。
【００２５】
軸受３６は一端に摩擦ギア３４ｂの伝達用突起３４ｆと回転不能結合するための係合穴３６ａを設け、他端にはスピンドル１８と回転不能に結合するための係合穴３６ｂを設ける。
【００２６】
トーションスプリング３７は、一端が軸受３６に固定され、他端がスプリング受３８に固定され、トーション力により便座１２を開放側へ付勢しておくためのものである。（実際にはトーションスプリング３７による付勢力に抗して便座１２は自重により閉止している。）
【００２７】
スプリング受３８は内周にトーションスプリング３７を固定する固定部を設け、外周にはセレーションを設ける。
【００２８】
抜け止め防止用の固定部材３９は、その外周に雄ネジを切っており、機能部品収納筒３１内面の雌ネジに螺合して前述した各部品を機能部品収納筒３１内に収納一体化するものである。
【００２９】
上記構成により、駆動モータ３２の回転力が駆動モータ３２の出力軸に取付けられた太陽歯車３２ａ→第１の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→第２の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→最終段の遊星歯車機構（遊星ギア３３ｂ（自転→公転）→太陽歯車３３ｃ）→トルクリミッタ機構３４（トルク伝達ギア３４ａ→摩擦ギア３４ｂ）→スプリング受３６→スピンドル１８に伝達され、排水弁が開閉される。なお、スピンドル１８の回動角度をポテンショメータ３５により検知して、駆動モータ３２をフィードバック制御することで滑らかな回動動作を実現することが可能となる。
【００３０】
本実施例の電動便器洗浄装置においては、駆動モータ３２の回転力を遊星歯車機構３３を介してスピンドル１８に伝達させたので、同心上に駆動モータ３２及び遊星歯車機構３３及びスピンドル１８を配置することができ、スピンドル１８の軸心と直交する投影面に対して装置自体の外形をスピンドル１８と同心円形状にできる。そのため、便器洗浄装置の収納設計が極めて容易になる。
【００３１】
また、駆動モータ３２の出力軸と遊星歯車機構３３の太陽歯車３３ｃの回転軸、及び多段に並ぶ遊星歯車機構の太陽歯車３３ｃの軸心同士を、それぞれ同心に配置することで、便器洗浄装置の減速機構を小型化することができる。
さらに、便座１２や便蓋１３のスピンドル１８と駆動モータ３２の出力軸とを同心に配置したので、装置自体の取付面積が小さくなり、コンパクトなロータンクにも設置することが可能となる。この遊星歯車機構３３を複数段直列に配置したため、駆動モータ３２及び遊星歯車機構３３は比較的小型のものが利用できる。
【００３２】
さらに、遊星歯車機構３３の最終段となる出力軸３３ｈとスピンドル１８との間にトルクリミッタ機構３４を設けたので、排水弁に異常が発生する等、スピンドル側に過負荷がかかった場合にも遊星歯車機構３３に過負荷が加わることが無い。
また、その位置に、スピンドル１８の開閉状態を検出するポテンショメータ３５を設けたので、歯車の歯が欠ける等しても、座蓋１２，１３の開閉位置がずれることがなく、安定した動作が可能となる。
【００３３】
なお、遊星歯車機構３３を駆動モータ３２の外径と略同一としたことにより、駆動モータ３２の発生トルクと遊星歯車機構３３の減速比とを最適なバランスで設計でき、必要最小限の大きさとすることが可能となる。
【００３４】
さらにまた、複数の遊星ギア３３ｂにより遊星歯車機構３３を構成したので、各遊星ギア３３ｂは分散して荷重を受けることができ、１つ１つの遊星ギアの破壊強度を小さく設計できる。なお、遊星ギア３３ｂの公転を受ける太陽歯車３３ｃの３つの突軸３３ｄを等間隔で設けたことで、太陽歯車３３ｃを安定して回転させることができる。
【００３５】
次に、図８に第２実施例を示す。なお前述の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。本実施例は、遊星歯車機構３３の最終段となる出力軸５２、スリップリング５０、固定リング５１、軸受３６、軸受３６に挿入されているカラー５３、出力軸５２と軸受３６を締結する固定ビス５４から構成される摩擦方式によりトルクリミッタ機構である。スリップリング５０は出力軸５２と嵌合しており、回転方向にはスリップすることはない。また、固定リング５１は軸受３６と嵌合しており、回転方向にはスリップすることはない。したがって、排水弁に異常が発生する等、スピンドル側に過負荷がかかった場合には、スリップリング５０と固定リング５１がスリップすることにより遊星歯車機構に過負荷が加わることが無いので、装置自体の破損が無い。また、最終段となる出力軸と回転軸のスリップ時において、スムーズであり、また、異音等の発生が無い。さらには、スリップリング５０と固定リング５１との間に潤滑材を用いスリップトルクの設定を行っているため、減速歯車等のグリースがトルクリミッタ機構に入ったとしても、トルクリミッタの性能はあまり影響を受けなくて済む。さらには、軸受３６に挿入されているカラー５３を挟み、出力軸５２と軸受３６を固定ビス５４により締結しているため、排水弁に異常が発生する等の動作が繰返されても、最終段となる出力軸と回転軸とを回転軸方向にずれない。したがって、出力軸５２と軸受３６の回転軸方向の位置関係がずれないため、機能部品収納筒等との干渉もなくなり、電動便器洗浄装置の性能を悪化させることがなくなる。
【００３６】
次に、図９に第３実施例を示す。なお前述の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とを平歯車を用いて機械的に連結したものである。このように駆動モータ３２の動力を伝達するために平歯車６０ａ、６０ｂを用いることで平行に駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、コンパクトなロータンクに設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。また、平行に駆動モータ３２の動力を伝達するために、はすば歯車ややまば歯車等を用いても良い。
【００３７】
次に、図１０に第４実施例を示す。なお前述の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とをウォームギア６１を用いて機械的に連結したものである。このように駆動モータ３２の動力を伝達するためにウォームギア６１を用いることで、直角もしくはくいちがいに駆動モータと減速歯車列及び回転軸とを配置することができるため、コンパクトなロータンクに設置することが可能となるため、収納設計のバリエーションが更に広がることとなる。
また、直角もしくはくいちがいに駆動モータ３２の動力を伝達するためにすぐばかさ歯車、まがりばかさ歯車、フェースギア、ハイポイドギア、ねじ歯車等を用いても良い。
【００３８】
次に、図１１に第５実施例を示す。なお前述の実施例と同一の機能を示すものには第１実施例と同一の符号を付す。本実施例では駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３とを巻掛け伝達手段を用いて機械的に連結したものである。このように駆動モータ３２の動力を伝達するために巻掛け伝達手段を用いることで、駆動モータ３２と減速歯車列である遊星歯車機構３３を適当な距離に設定できるため、電動便器洗浄装置の駆動モータや減速歯車列及び回転軸のレイアウト設計の自由度が上がる。また、モーターピニオン６２とギアの当り音がないため、静音化が図れる。また、巻掛け伝達手段として、平ベルト、Ｖベルト、歯付きベルト等を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０を搭載した便器洗浄装置の前方斜視図
【図２】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０を搭載した便器洗浄装置の後方斜視図
【図３】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０を搭載した便器洗浄装置の取付け図（取付状態）
【図４】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０の断面図
【図５】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０の分解斜視図
【図６】  図４のＡ−Ａ断面図
【図７】  図４のＢ−Ｂ断面図
【図８】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０の第２実施例の断面図
【図９】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０の第３実施例の断面図
【図１０】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０の第４実施例の断面図
【図１１】  本発明の電動便器洗浄ユニット３０の第５実施例の断面図
【図１２】  従来の便器洗浄ユニットの断面図
【符号の説明】
１：便器本体、１２：便座、１３：便蓋、１４：ロータンク、
１５：ロータンクの壁、１６：貫通口、１７：リモコン、
１８：スピンドル、１９：レバー、２０：排水弁、
２１：接続プラグ、３０：電動便器洗浄ユニット、
３１：機能部品収納筒、３２：駆動モータ、
３３：遊星歯車機構、３４：トルクリミッタ機構、
３５：ポテンショメータ、３６：軸受、
３７：トーションスプリング、３８：スプリング受、
３９：固定部材