(57)【要約】【課題】  構造が簡易であって、しかも１つのＤＣモータによって、容易に便蓋および便座を開閉することができる便蓋および便座の開閉機構を提供する。【解決手段】  １のモータ１０が一方の回転方向に回転した際に便蓋駆動歯車１３を回転させ、他方の回転方向に回転した際に便座駆動歯車１４を回転させる駆動機構１１、１２と、便蓋駆動歯車１３および便蓋開閉歯車１７と歯合する第１中間歯車１５を備えた第１歯車列と、便座駆動歯車１４、これとアイドル歯車１８を介して歯合する第１歯車２２および便座開閉歯車と歯合する第２歯車２１を有する第２中間歯車２０を備えた第２歯車列とを備え、第１歯車２２および第２歯車２１は、それぞれの歯の欠落領域２１ａ、２２ａを、便蓋開閉歯車１７または便座開閉歯車２７に臨ませて配置され、第２歯車２１は、歯の回転方向始端２１ｂが第１歯車２２の歯の回転方向始端２２ｂよりも回転方向後方側に位置させて配置されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
便蓋に設けられた便蓋開閉歯車および便座に設けられた便座開閉歯車を、歯車列を介して１のモータによって開閉させる便蓋および便座の開閉機構であって、
上記モータが一方の回転方向に回転した際に便蓋駆動歯車を回転させるとともに、他方の回転方向に回転した際に便座駆動歯車を回転させる駆動機構と、
上記便蓋駆動歯車、および当該便蓋駆動歯車により回転駆動されるとともに上記便蓋開閉歯車と歯合する第１中間歯車を備えた第１歯車列と、
上記便座駆動歯車、並びに当該便座駆動歯車によって回転駆動されるとともに上記便蓋開閉歯車と歯合する第１歯車および上記便座開閉歯車と歯合する第２歯車を有する第２中間歯車を備えた第２歯車列とを備え、
上記第１歯車列および第２歯車列のいずれか一方に、上記第１中間歯車と第２中間歯車との回転方向を同方向とするためのアイドル歯車が介装され、
かつ上記第１歯車および第２歯車は、それぞれ周方向に歯の欠落領域が形成されるとともに、上記第１歯車は、上記欠落領域を上記便蓋開閉歯車に臨ませて配置されるとともに、上記第２歯車は、上記欠落領域を上記便座開閉歯車に臨ませ、かつ上記欠落領域によって形成される歯の回転方向始端を、上記第１歯車における歯の回転方向始端よりもその回転方向の後方側に位置させて配置されていることを特徴とする便蓋および便座の開閉機構。
【請求項２】
上記第２中間歯車は、上記第１中間歯車の軸に相対的に回転自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の便蓋および便座の開閉機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人感センサーや開閉ボタン等により、自動的にモータで便蓋や便座を開閉するための開閉機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図６に示すような便蓋１および便座２を備えた便座器３の一種として、当該便座器３に近接した人を感知した際や、使用者が便座器３に設けられた開閉スイッチを操作した際などに、内部３ａに設けられたモータ駆動の開閉機構を作動させることにより、上記便蓋１や便座２をその支持軸４廻りに回動させて自動的に開閉するものが開発されている。
【０００３】
このような開閉機構を備えた便座器３にあっては、その使用形態によって、便蓋１のみを開閉する場合や、便蓋１および便座２を共に開閉する場合がある。このため、通常この種の開閉機構においては、便蓋１を駆動するＤＣモータと、便座２を駆動するＤＣモータとをそれぞれ独立的に設けて、上記使用形態に応じて、適宜上記２つのモータの駆動を制御している。
【０００４】
ところが、上記ＤＣモータは、負荷により回転速度が変化するために、特に便蓋１と便座２とを同時に開閉する場合に、その途中で両者が干渉して大きな音を発生するという問題点があった。
【０００５】
このため、上記２つのＤＣモータの回転数を制御するために、別途モータ回転数の検出用のセンサーや、便蓋１や便座２の位置検出用のセンサー等が必要となり、製造コストが掛かるという問題点があった。
【０００６】
そこで、上記問題点を解決する従来の開閉機構として、例えば下記特許文献１に見られるように、便蓋および便座を独立に開閉駆動するための各々の駆動モータを備えた便座・便蓋自動開閉装置において、便座および便蓋を同時に閉止駆動する際に、所定角度までは便蓋駆動モータを閉駆動するとともに、所定角度以降は便座駆動モータのみを閉駆動するようにしたものが提案されている。
【０００７】
上記構成からなる従来の便蓋および便座の開閉機構によれば、上記閉止駆動の初期においては、便蓋駆動モータで便座および便蓋を駆動し、終期には便座駆動モータで便座および便蓋を駆動するようにしているために、便座及び便蓋がほぼ密着した状態で閉じることができ、よって便座と便蓋が閉動作途中でぶつかり大きな音を発生するなどの不具合がないという効果が得られる。
【特許文献１】特開２００４−０２４３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の便蓋および便座の開閉機構にあっては、便蓋のみ開閉する場合と、便蓋および便座を共に開く場合と、さらに便蓋および便座を共に閉じる場合と、それぞれ使用する駆動モータを切り替える必要があるために、制御が複雑化するという問題点がある。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、構造が簡易であって、しかも１つのＤＣモータによって、容易に便蓋および便座を開閉することができる便蓋および便座の開閉機構を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、便蓋に設けられた便蓋開閉歯車および便座に設けられた便座開閉歯車を、歯車列を介して１のモータによって開閉させる便蓋および便座の開閉機構であって、上記モータが一方の回転方向に回転した際に便蓋駆動歯車を回転させるとともに、他方の回転方向に回転した際に便座駆動歯車を回転させる駆動機構と、上記便蓋駆動歯車および当該便蓋駆動歯車により回転駆動されるとともに上記便蓋開閉歯車と歯合する第１中間歯車を備えた第１歯車列と、上記便座駆動歯車、並びに当該便座駆動歯車によって回転駆動されるとともに上記便蓋開閉歯車と歯合する第１歯車および上記便座開閉歯車と歯合する第２歯車を有する第２中間歯車を備えた第２歯車列とを備え、上記第１歯車列および第２歯車列のいずれか一方に、上記第１中間歯車と第２中間歯車との回転方向を同方向とするためのアイドル歯車が介装され、かつ上記第１歯車および第２歯車は、それぞれ周方向に歯の欠落領域が形成されるとともに、上記第１歯車は、上記欠落領域を上記便蓋開閉歯車に臨ませて配置されるとともに、上記第２歯車は、上記欠落領域を上記便座開閉歯車に臨ませ、かつ上記欠落領域によって形成される歯の回転方向始端を、上記第１歯車における歯の回転方向始端よりもその回転方向の後方側に位置させて配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、請求項２に記載の発明は、上記第２中間歯車が、上記第１中間歯車の軸に相対的に回転自在に設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１または２に記載の発明において、先ず便蓋のみを開く場合には、モータを一方の回転方向に回転させる。すると、上記モータによって第１歯車列における便蓋駆動歯車が回転し、これにより第１中間歯車が回転して、これと歯合する便蓋開閉歯車が回転することにより、上記便蓋が開く。
この際に、第２歯車列において、上記便蓋開閉歯車と歯合する第１歯車は、その欠落領域を上記便蓋開閉歯車に臨ませて配置されているために、回転することがない。
【００１３】
これに対して、便蓋および便座を共に開く場合には、モータを他方の回転方向に回転させる。すると、上記モータによって第２歯車列における便座駆動歯車が回転し、これによって駆動される第１歯車によって第２中間歯車が回転する。この結果、第１歯車が所定の角度を回転して上記欠落領域から歯の回転方向始端に至った際に、便蓋開閉歯車が歯合して回転を開始することにより、上記便蓋が開く。
【００１４】
次いで、第２中間歯車がさらに回転することにより、上記第２歯車の欠落領域から歯の回転方向始端に至ることにより便座開閉歯車と歯合する。これにより、上記便蓋の開きに対して、一定の遅れを持って開いて行く。
【００１５】
この際に、上記第１歯車列および第２歯車列のいずれか一方に介装したアイドル歯車によって、便蓋開閉歯車および便座開閉歯車を同方向に回転させることができる。また、モータの電源を切ることにより、上記第１および第２歯車列における回転摩擦等によって、自重を利用して便蓋および便座を閉めることができる。
このように、上記便蓋および便座の開閉機構によれば、構造が簡易であるとともに、１つのＤＣモータによって、容易に便蓋および便座を開閉することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図５は、本発明の係る便蓋および便座の開閉機構の一実施形態を示すもので、便座器３の構成については、図６に示したものと同様であるために、同一符号を付してその説明を簡略化する。
図２において、符号１０は、ＤＣモータの出力歯車を示すものであり、この出力歯車１０には、駆動歯車１１が歯合されるとともに、当該駆動歯車１１の回動によって揺動する揺動軸１１ａが一体に設けられている。
【００１７】
そして、この揺動軸１１ａに長穴１１ｂが穿設され、この長穴１１ｂにラック１２のピン１２ａが係合されることにより、駆動歯車１１の回動がラック１２の直線運動に変換されるようになっている。ここで、ラック１２に表面には、その両端部を除いて歯１２ｂが形成されるとともに、歯１２ｂの形成されていない両端部分１２ｃに、それぞれ便蓋駆動歯車１３および便座駆動歯車１４が回転自在に配置されている。そして、上記出力歯車１０、揺動軸１１ａを有する駆動歯車１１およびラック１２によって、この開閉機構における駆動機構が構成されている。
【００１８】
図１〜図３に示すように、上記ラック１２の歯１２ｂと歯合する便蓋駆動歯車１３にはピニオン１３ａが一体に形成されており、このピニオン１３ａ側に第１中間歯車１５が配置されている。この第１中間歯車１５は、軸１５ａの両端部に主歯車１５ｂと幅歯車１５ｃとが一体に設けられたもので、軸受け１６ａ、１６ｂによって回転自在に設けられている。
【００１９】
そして、この第１中間歯車１５の幅歯車１５ｃが上記ピニオン１３ａと歯合されるとともに、主歯車１５ｃが便蓋１の回転軸に設けられて当該便蓋１を開閉するための便蓋開閉歯車１７と歯合されている。
以上の便蓋駆動歯車１３と第１中間歯車１５とによって、第１歯車列が構成されている。
【００２０】
他方、便座駆動歯車１４に一体形成されたピニオン１４ａには、アイドル歯車１８が歯合され、このアイドル歯車１８が第２中間歯車２０と歯合されるようになっている。
この第２中間歯車２０は、ピニオン（第２歯車）２１と主歯車（第１歯車）２２とが一体に形成されたもので、その中心部に穿設された孔部に第１中間歯車１５の軸１５ａが緩く挿通されることにより、第１中間歯車１５に相対的に回転自在かつ軸方向に移動自在に設けられている。
【００２１】
ここで、主歯車２２は、第１中間歯車１５の主歯車１５ｂと同一の径寸法に形成されている。
また、この第２中間歯車２０の主歯車２２と、便座器３の内部３ａに設けられた壁部２３との間には、第２中間歯車２０を第１中間歯車１５側に付勢するスプリング２４が介装されている。
【００２２】
さらに、図４および図５に示すように、上記第２中間歯車２０と対向する第１中間歯車１５の主歯車１５ｂの側面には、第２中間歯車２０側に向けて突出するとともに、先端面に傾斜面２５ａが形成された係合凸部２５が形成されている。この係合凸部２５は、中心角θが４０°となる円弧状に形成されており、周方向に１８０°間隔をおいた２カ所に形成されている。
【００２３】
他方、第２中間歯車のピニオン２１の対向する側面には、上記係合凸部２５が係合するとともに、底部に上記傾斜面２５ａに沿う傾斜面２６ａが形成された凹部２６が形成されている。
【００２４】
そして、第２中間歯車２０のピニオン２１側に、これと歯合して便座２を開閉するための便座開閉歯車２７が配置されている。また、第２中間歯車２０の主歯車２２は、便蓋１を開閉するための便蓋開閉歯車１７と歯合する位置に配置されている。
以上の便座駆動歯車１４、並びに便蓋開閉歯車１７と歯合する主歯車２２および便座開閉歯車２７と歯合するピニオン２１を有する第２中間歯車２０により第２歯車列が構成されている。
【００２５】
ここで、図１に示すように、第２中間歯車２０のピニオン２１および主歯車２２には、それぞれ周方向の所定の中心角度の範囲に歯の欠落領域２１ａ、２２ａが形成されている。そして、主歯車２２は、その欠落領域２２ａを便蓋開閉歯車１７に臨ませて配置されている。また、ピニオン２１は、その欠落領域２１ａを便座開閉歯車２７に臨ませるとともに、欠落領域２１ａによって形成される歯の回転方向始端２１ｂを、主歯車２２における歯の回転方向始端２２ｂよりもその回転方向の後方側に位置させて配置されている。
【００２６】
以上の構成からなる便蓋および便座の開閉機構によって便蓋１のみを開く場合には、図２においてモータの出力歯車１０を反時計回り方向に回転させる。すると、このモータの出力歯車１０によって駆動歯車１１が時計回り方向に回動して揺動軸１１ａが図中右方に揺動することにより、ラック１２が同方向に移動する。
これにより、ラック１２の歯１２ｂと歯合した便蓋駆動歯車１３が回転する。
【００２７】
この結果、図１および図３に示すように、便蓋駆動歯車１３のピニオン１３ａと歯合する第１中間歯車１５の幅歯車１５ｃおよび軸１５ａを介して主歯車１５ｂが回転することにより、当該主歯車１５ｂと歯合する便蓋開閉歯車１７が回転して便蓋１が開く。
この時、便蓋開閉歯車１７に臨む第２歯車列２０の主歯車２２は、その欠落領域２２ａを便蓋開閉歯車１７に臨ませて配置されているために、第２歯車列における摩擦と、スプリング２４による摩擦とによって回転することがない。
【００２８】
加えて、図４および図５に示すように、第１中間歯車１５の主歯車１５ｂが４０°回転すると、第２中間歯車２０は、そのピニオン２１の凹部２６の傾斜面２６ａが、主歯車１５ｂの係合凸部２５の傾斜面２５ａによって押圧され、スプリング２４を圧縮しながら図５中右方に移動する。この結果、第２中間歯車２０は、そのピニオン２１および主歯車２２が、各々便座開閉歯車２７および便蓋開閉歯車１７との対向位置から外れた位置に置かれる。
このようにして、便蓋１が開いて行き、モータの回転数が便蓋１の開方向停止位置に対応する値に達すると、これを検知したセンサーからの信号により当該モータが停止する。
【００２９】
他方、便蓋１および便座２を共に開く場合には、モータを図２における時計回り方向に回転させる。すると、モータの出力歯車１０によって駆動歯車１１が反時計回り方向に回動して揺動軸１１ａが図中左方に揺動することにより、ラック１２が同方向に移動して、ラック１２の歯１２ｂと歯合した便座駆動歯車１４が回転する。
【００３０】
これにより、図１および図３に示すように、便座駆動歯車１４と歯合するアイドル歯車１８を介して、第２中間歯車２０の主歯車２２およびピニオン２１が回転する。この結果、主歯車２２が所定の角度を回転して欠落領域２２ａから歯の回転方向始端２２ｂに至った際に、便蓋開閉歯車１７が歯合して回転を開始することにより、先ず便蓋１が開き始める。
【００３１】
次いで、第２中間歯車２０がさらに回転すると、ピニオン２１の欠落領域２１ａから歯の回転方向始端２１ｂに至ることにより便座開閉歯車２７と歯合する。これにより、便蓋１の開きに対して、一定の遅れを持って便座２が開いて行く。そして、便蓋１がその開方向の停止位置まで達すると、同様にこれを検知したセンサーからの信号によりモータが停止する。また、モータの電源を切ることにより、上記第１および第２歯車列における回転摩擦等によって、自重を利用して便蓋および便座を閉めることができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態においては、便座駆動歯車１４のピニオン１４ａと第２中間歯車２０との間にアイドル歯車１８を介装した場合について説明したが、これに代えて、便蓋駆動歯車１３と第１中間歯車１５との間にアイドル歯車を介装してもよい。
【００３３】
また、この開閉機構における駆動機構として、図２に示したように、駆動歯車１１とラック１２とを組み合わせたものを使用した場合についてのみ説明したが、これに限るものではなく、例えばモータの出力歯車１０に、内周面に一方向にのみ回転を許容するラッチェットタイプの係合部を有する便蓋駆動歯車１３と便座駆動歯車１４とを、互いの許容回転方向を逆にして取り付ける機構等の他の駆動機構を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態における歯車の配置を示す概略構成図である。
【図２】上記実施形態における駆動機構を示す概略構成図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】第１中間歯車の主歯車の係合凸部を示す図で、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は当該係合凸部と第２中間歯車のピニオンとの係合状態を示す断面図である。
【図５】図３の第２中間歯車が移動した状態を示す側面図である。
【図６】一般的な便蓋および便座を有する便座器の外観形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  便蓋
２  便座
１１  駆動歯車
１２  ラック
１２ｂ  歯
１３  便蓋駆動歯車
１４  便座駆動歯車
１５  第１中間歯車
１７  便蓋開閉歯車
１８  アイドル歯車
２０  第２中間歯車
２１  ピニオン（第２歯車）
２２  主歯車（第１歯車）
２１ａ、２２ａ  欠落領域
２１ｂ、２２ｂ  歯の回転方向始端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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