(57)【要約】【課題】便座又は便蓋を電動により開く際、自重トルクの反転による便座又は便蓋のがたつきを防止する。【解決手段】  本発明の便座装置は、基端部の両側において第１及び第２の軸受を有する便蓋又は便座と、回転方向に一定の遊びを持って第１の軸受に嵌合する第1の突出部を有する第１の回転軸と、第１の回転軸を介して便蓋又は便座を開方向に回動駆動する駆動部と、を有する開閉ユニットと、回転方向に一定の遊びを持って第２の軸受に嵌合する第２の突出部を有する第２の回転軸と、便蓋又は便座の開方向への第２の回転軸の回転角度が大きいほど第２の回転軸に便蓋又は便座の閉方向へ大きなトルクを付与するように第２の回転軸に結合された弾性体と、を有するアシストユニットと、を備え、弾性体は、便蓋又は便座の開駆動の際に便蓋又は便座の自重トルクが閉方向から開方向に反転した以降、自重トルクよりも大きな大きさのトルクを第２の回転軸に付与する。【選択図】図３
2011098048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端部の両側において第１及び第２の軸受を有する、便蓋又は便座と、
回転方向に一定の遊びを持って前記第1の軸受に嵌合する第１の突出部を有する第１の回転軸と、前記第１の回転軸を介して前記便蓋又は便座を開方向に回動駆動する駆動部と、を有する開閉ユニットと、
回転方向に一定の遊びを持って前記第２の軸受に嵌合する第２の突出部を有する第２の回転軸と、前記第２の回転軸を前記便蓋又は便座の閉方向へ付勢するトルクを付与するように前記第２の回転軸に結合された弾性体とを有するアシストユニットと、を備え、
前記アシストユニットの前記弾性体は、前記便蓋又は前記便座の開駆動の際に前記便蓋又は便座の自重トルクが前記閉方向から開方向に反転した以降、前記便蓋又は前記便座の前記自重トルクよりも大きな大きさのトルクを前記第２の回転軸に付与する
ことを特徴とする便座装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記便蓋又は便座を所定の開放端位置まで開駆動し、
前記駆動部は、駆動力を生成するモータと、前記駆動力を前記第１の回転軸に伝達する伝達機構とを含み、
前記アシストユニットの前記弾性体は、前記所定の開放端位置において、前記便蓋又は便座の自重トルクとの合成トルクが、前記開閉ユニットのコギングトルクに応じた前記第１の回転軸のトルクよりも小さくなるようなトルクを前記第２の回転軸に付与する
ことを特徴とする請求項１に記載の便座装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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便座装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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1，2参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2004-24362号公報
【特許文献２】特許第4293987号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記電動開閉装置を備えた便座装置では、モータの駆動力を、便座又は便蓋に結合された回転軸に伝達することにより、便座又は便蓋の開閉を行う。便座又は便蓋と回転軸との結合は、便座又は便蓋に軸受を設け、この軸受に対し回転軸の一端部を嵌合させることで行う。この際、軸受は、嵌合する一端部に対し、回転軸の回転方向に隙間を形成して一定の遊びを設けるのが一般的である。
便座又は便蓋を開閉駆動する際、便座又は便蓋の自重トルクの向きが、開駆動の途中で閉方向から開方向へ反転、あるいは、閉駆動の途中で開方向から閉方向へ反転する反転ポイントが存在する。上記の便座装置では、反転ポイントを超えた際、上記遊びの大きさに応じて便座又は便蓋が、自重により駆動方向へ急激に動くことにより、がたつきが発生する問題があった。このがたつきは、使用者に違和感を与えるとともに、特に、小さな子供に対しては恐怖感を与えていた。このため、改善が望まれていた。
【０００５】
本発明は、便座又は便蓋の駆動時に自重トルクの反転に起因する便座又は便蓋のがたつき発生を防止することを可能とした便座装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様の便座装置は、基端部の両側において第１及び第２の軸受を有する、便蓋又は便座と、回転方向に一定の遊びを持って前記第１の軸受に嵌合する第１の突出部を有する第１の回転軸と、前記第１の回転軸を介して前記便蓋又は便座を開方向に回動駆動する駆動部と、を有する開閉ユニットと、回転方向に一定の遊びを持って前記第２の軸受に嵌合する第２の突出部を有する第２の回転軸と、前記第２の回転軸を前記便蓋又は便座の閉方向へ付勢するトルクを付与するように前記第２の回転軸に結合された弾性体とを有するアシストユニットと、を備え、前記アシストユニットの前記弾性体は、前記便蓋又は前記便座の開駆動の際に前記便蓋又は便座の自重トルクが前記閉方向から開方向に反転した以降、前記便蓋又は前記便座の前記自重トルクよりも大きな大きさのトルクを前記第２の回転軸に付与することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、便蓋又は便座の開駆動中に自重トルクが閉方向から開方向に反転した後も、便蓋又は便座は、閉方向に付勢された第２の回転軸により支持された状態で常に閉方向への合成トルクがかかるため、第１の突出部と第１の軸受の遊びに起因して開方向側へがたつくのを防止できる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様の便座装置は、上記第１の態様の便座装置において、前記駆動部は、前記便蓋又は便座を所定の開放端位置まで駆動し、前記駆動部は、駆動力を生成するモータと、前記駆動力を前記第１の回転軸に伝達する伝達機構とを含み、前記アシストユニットの前記弾性体は、前記所定の開放端位置において、前記便蓋又は便座の自重トルクとの合成トルクが、前記回転ユニットのコギングトルクに応じた前記第１の回転軸のトルクよりも小さくなるようなトルクを前記第２の回転軸に付与することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、駆動終了後も、便蓋又は便座が開放端位置まで開かれた状態を、前記開閉ユニットのコギングトルクにより保持できるため、便蓋又は便座が自動的に閉じられるのを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、便座又は便蓋の駆動時に自重トルクの反転に起因する便座又は便蓋のがたつき発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】便座装置の便蓋が開いた状態を示す斜視図
【図２】便座装置の便蓋が閉じた状態を示す斜視図
【図３】便座と便蓋と取り外した状態を部分的に示す斜視図
【図４】回転軸の突出部と軸受とが遊びをもって嵌合される様子を示す図
【図５】便蓋アシストユニットの概略構成を示す図
【図６】便蓋用電動開閉装置及び便座用電動開閉装置のブロック図
【図７】ばねトルクのグラフと、自重トルクのグラフを示す図
【図８】ばねトルクと自重トルクとの合成トルクのグラフを示す図
【図９】便蓋の開駆動時における回転軸の突出部と軸受との相対位置を示す図
【図１０】便蓋の閉駆動時における回転軸の突出部と軸受との相対位置を示す図
【図１１】従来の便座装置においてがたつきが発生する仕組みを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図1及び図2は、本発明の実施形態に係る便座装置を備えたトイレ機器を模式的に示した斜視図である。より詳細に図1は便座装置の便蓋300が所定の開限度位置（開放端位置）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。
【００１３】
図1の便座装置は、洋式腰掛便器400の後方に設けられた本体部100を有する。本体部100に対して便座200及び便蓋300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には便蓋300及び便座200の開放端位置を規制するストッパが形成されている。便蓋300及び便座200は、電動により開かれる際は、便蓋300及び便座200の基端部の所定部位がそれぞれのストッパに当接するまで（開放端位置に達するまで）開かれる。
【００１４】
図3は、図1の状態のトイレ機器において便蓋300及び便蓋200を便座装置から取り外した状態を部分的に示すとともに、本体部100内の概略構成を示す。
【００１５】
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が形成されている。便座200にも同様にして、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450,460がそれぞれ形成されている。
【００１６】
本体部100内には、便蓋300及び便座200を電動で開閉する便蓋用電動開閉装置600（制御部630、ドライバ620、便蓋開閉ユニット610）及び便座用電動開閉装置700（制御部730、ドライバ720、便座開閉ユニット710）、人体検出部500、便座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ケースプレート180に設置される。また本体部100内には、電動開閉の際、便蓋300及び便座200の開閉を補助する便蓋アシストユニット120及び便座アシストユニット470がケースプレート180上に設置されている。
【００１７】
便蓋開閉ユニット610は、便蓋300を回動（開閉）駆動するための回転軸110と、回転軸110を駆動する駆動部等（図6参照）を含む。回転軸100は一端において突出部111を有し、突出部111は、便蓋300の一方の軸受310に嵌合する形状を有する。この際、図4に示すように、突出部111は軸受310に対し、回転軸100の回転方向（図中矢印参照）に一定の遊びを有するように軸受310と嵌合する。すなわち、突出部111は、回転軸の回転方向に隙間を持った状態で軸受310と嵌合する。
【００１８】
便蓋アシストユニット120は、便蓋300を軸支するとともに便蓋300の回動に従動して回転する回転軸130と、回転軸130を便蓋300の閉方向に付勢する弾性体140とを含む。弾性体140は、回転軸130の開方向角度が大きくなるほど回転軸130に大きなトルクを閉方向に付与するように回転軸130に直接又は間接的に結合される。弾性体140は、ここでは、ねじりばね、あるいはコイルばねとするが、他の種類のものでもかまわない。回転軸130は一端において突出部131を有し、突出部131は便蓋300における他方の軸受320に嵌合する形状を有する。突出部131は軸受320に対し、図4に示すように、回転軸の回転方向（図中矢印参照）に一定の遊びを有するように軸受320と嵌合する。すなわち、突出部131は、回転軸130の回転方向に隙間を持った状態で軸受320と嵌合する。
【００１９】
便蓋アシストユニット120の回転軸130と、便蓋開閉ユニット610の回転軸110はそれぞれ便蓋300の回動中心線に一致する。なお、軸受310、320の嵌合部分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。また突出部111、131の形状は同一であっても異なっていても構わない。
【００２０】
便蓋アシストユニット120の模式的な構成を図5に示す。便蓋アシストユニット120は弾性体140を収容する収納筒190を備える。収納筒190内の開口側には回転軸130を保持する出力軸170が配置され、出力軸170は、回転軸131と一体に軸周りに回転可能である。すなわち出力軸170は、回転軸131の他端を挿入して回転軸131と係合する係合部を含み、当該係合部により回転軸131と係合して、回転軸131と一体に回転する。弾性体140の一端は、出力軸170に開設された穴150に挿入して係止され、弾性体140の他端は、収納筒190の奥の下面に開けられた取り付け穴160に挿入して係止されている。収納筒190内の弾性体140は、出力軸170を介して回転軸130を便蓋300の閉方向に付勢する。回転軸130が開方向に回転すると、これに従って出力軸170が同じ方向に回転し、出力軸170に係止された弾性体140が巻かれ、より大きな付勢力（ばねトルク）が回転軸130に付与される。すなわち回転軸130の開方向角度が大きいほど、より大きなトルク（ばねトルク）が回転軸130に閉方向に与えられる。なお、本体部100への便蓋300の取り付けの際は、回転軸130を収納筒の奥側へ押し込めた状態で、便蓋300を位置合わせし、回転軸130を開放することで可能である。
【００２１】
ここで、本実施形態では、付勢力（ばねトルク）の付与が以下のように行われることを特徴とする。すなわち、便蓋300の開駆動時においては、回転軸110、130周りの便蓋300の自重トルクが閉方向から開方向に反転する角度（反転ポイント）が存在する。本実施形態では、反転ポイント以降においては、便蓋の自重トルク（開方向）よりも大きな大きさの閉方向のトルクを回転軸130に付与する。つまり、開方向の自重トルクと合成して得られる合成トルクが常に閉方向に作用することとなるトルクを回転軸130に付与する。このようにすることで、便蓋300の自重トルクが閉方向から開方向に反転した以降も、便蓋300には合成トルクが閉方向に作用するため、便蓋300のがたつきを防止できる。詳細は後述する。
【００２２】
便座開閉ユニット710は、便座200を回動（開閉）駆動するための回転軸740と、回転軸740を駆動する駆動部等とを含む。回転軸740は一端において突出部741を有し、突出部741は、便座の軸受450に嵌合する形状を有する。この際、突出部741は、便蓋と同様に、軸受450に対し、回転軸の回転方向に一定の遊びを有するように軸受450と嵌合する（図4参照）。
【００２３】
便座アシストユニット470は、便座200を軸支するとともに便座200の回動に従動して回転する回転軸440と、回転軸440を便座200の閉方向に付勢する弾性体410とを含む。弾性体410は、ここでは、ねじりばね、あるいはコイルばねとするが、他の種類のものでもかまわない。回転軸440は一端において、便座200における他方の軸受460に嵌合する突出部441を有する。突出部441は、回転軸の回転方向に一定の遊びを形成するように軸受460と嵌合する。便座アシストユニット470も、便蓋アシストユニット120と同様の構成（図5参照）を有し、上述した本実施形態の特徴となる付勢力の付与を回転軸440に行う。便座アシストユニット470の回転軸440と、便座開閉ユニット710の回転軸740はそれぞれ便座200の回動中心線に一致する。なお、軸受450、460の嵌合部分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、突出部441、741の形状は同一であっても異なっていても構わない。
【００２４】
本実施形態では便蓋300及び便座200のいずれも電動開閉されるよう構成されるが、便蓋300のみが電動開閉され、便座200が使用者により手動で開閉される構成でもかまわない。またはこれとは逆に便座200のみが電動開閉され、便蓋300のみが使用者により手動で開閉される構成でもかまわない。これらの場合、手動で開閉される方の電動開閉装置は不要である。
【００２５】
図6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。
【００２６】
便蓋用電動開閉装置600は、回転軸110をモータ駆動により回転させる便蓋開閉ユニット610と、便蓋開閉ユニット610内のモータ611の駆動用ドライバ620と、ドライバ620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制御を行う制御部630（CPU）とを備える。
【００２７】
便蓋開閉ユニット610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回転軸110に伝達する減速歯車機構（伝達機構）612と、回転軸110の回転角度を検出する角度検出部613と、回転軸110とを有する。便蓋開閉ユニット610は、回転軸110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）をさらに備えてもよい。また回転軸110は、図5と同様の構成をもつ出力軸を介して、減速歯車機構612に結合されてもよい。
【００２８】
モータ611はたとえばPWM（Pulse Width Modulation）方式のDCモータであり、この場合、制御部630はPWM制御信号をドライバ620に与え、ドライバ620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620を含んでもよい。
【００２９】
また便蓋開閉ユニット610は、減速歯車機構612の歯車に付加された磁石（磁性体）615と、回転検出回路616とを有する。回転検出回路616は、磁石615の磁界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616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。
【００３０】
便蓋用電動開閉装置600は、便座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。
【００３１】
メイン制御部800は、リモコン810や人体検知センサ500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500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630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、当該指示に応じた制御信号を制御部630に送る。
【００３２】
便蓋用電動開閉装置600の制御部630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620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の閉方向に回転軸110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により減速されて回転軸110に伝達される。そして制御部630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、例えば角度検出部613の出力に基づき、回転軸110が所定の閉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616の出力に基づき、歯車の回転（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616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630は、モータ611の駆動を停止する。
【００３３】
一方、制御部630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の開方向に回転軸110が回転するようにモータ611を駆動する。そして制御部630は、便蓋300が開放端位置に達したら、駆動を停止する。便蓋300が開放端位置まで開いたことは、角度検出部613の出力に基づき、所定の開放端角度に回転軸110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616の出力に基づき、歯車の回転（モータ611の回転）の停止を検出することにより、所定の開放端角度に達したことを検出できる。すなわち回転検出回路616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630は、モータ611の駆動を停止する。
【００３４】
一方、便座用の電動開閉装置700は、便座の回転軸740をモータ駆動により回転させる便座開閉ユニット710と、便座開閉ユニット710内のモータ711の駆動用ドライバ720と、ドライバ720を介してモータ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730（CPU）とを備える。
【００３５】
便座開閉ユニット710は、モータ711と、モータ711の回転出力を減速させる減速歯車機構712と、便座の回転軸740の回転角度を検出する角度検出部713と、回転軸740とを有する。便座開閉ユニット710は、回転軸740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。また回転軸710は、図5と同様の構成をもつ出力軸を介して、減速歯車機構712に結合されてもよい。
【００３６】
また便座開閉ユニット710は、減速歯車機構712の歯車に付加された磁石715と、回転検出回路716とを有する。回転検出回路716は、磁石715の磁界の変化の検出するホールICを含み、ホールICの出力に基づき歯車の回転（すなわちモータの回転）を検出する。
便座用電動開閉装置700内の各要素710〜740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600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。
【００３７】
以下、従来の便座装置において便蓋又は便座の開駆動時に発生するがたつきについて説明する。ここでは便蓋を例に説明するが、便座の場合も同様である。
【００３８】
図11（A）は、便蓋（あるいは便蓋開閉ユニットの回転軸）の回動角度と、便蓋の負荷トルク（自重トルク）との関係を表すグラフFを示し、図11（B）は便座の開駆動時に発生する便蓋のがたつきの仕組みを説明する図である。
図11（A）の縦軸は自重トルクを示し、横軸は回転軸の回転角度を表す。縦軸において自重トルクが0より大きいことは便蓋の自重トルクが便蓋の閉方向に作用し、0より小さいことは便蓋の自重トルクが便蓋の開方向に作用することを意味する。角度の0°は便蓋が完全に閉じた状態に対応し、全開角度は便蓋が開放端位置まで開いた状態に対応する。
【００３９】
従来の便座装置では、図11（B）のように便蓋の閉状態から、電動開閉装置で便蓋の開駆動を開始し、反転ポイント（例えば便蓋の重心が回転軸の鉛直上方に位置することとなる、便蓋の自重トルクが0になる角度）までは便蓋の自重トルクは便蓋の閉方向に作用する。しかしながら、当該反転ポイントを超えると、便蓋の自重トルクは、便蓋の閉方向から開方向に反転する。このとき、回転軸の突出部と軸受の遊びの大きさに応じて、便蓋が自重により開方向に急激に動き（反転動作）、突出部と、軸受との相対位置の関係が逆転する（図11（B）の破線枠内を参照）。つまり、突出部と軸受との遊びが、反転ポイントまでは閉方向側に形成されていたが、反転ポイントより後は、開方向側に形成される。これががたつきとして、使用者に違和感を与え、また小さな子供に恐怖感を与える。
【００４０】
このようながたつきを防止するためには、少なくとも便蓋が反転ポイントに達した後、開放端位置に達するまで、便蓋に対し、便蓋の自重トルクの大きさ以上の別のトルクを常に閉方向に作用させ続けるようにすればよい。すなわち便蓋の自重トルクと合成したときの合成トルクが常に閉方向を向くようなトルクを便蓋に与えつづければよい。このことを本発明者は独自の研究を重ねた結果知得し、この知得に基づき、便蓋に対し上記のような特徴のトルクを付与する便蓋アシストユニットを導入した。これにより反転ポイントに達した後も、便蓋の合成トルクが常に閉方向を向くため、開方向側へ便蓋ががたつくのを防止できる。ここでは便蓋について述べたが便座についても全く同様の話が成立する。以下、便蓋の場合を例にして、本実施形態におけるがたつきを防止する仕組みを具体的に示す。
【００４１】
図7は、便蓋（あるいは便蓋開閉ユニットの回転軸）の回動角度と便蓋の自重トルク（負荷トルク）との関係を表すグラフFと、当該回動角度と便蓋アシストユニットの回転軸へ付勢するトルク（ばねトルク）との関係を表すグラフBを示す。グラフFは図11（A）で説明済みであるためその説明を省略する。
【００４２】
グラフBに示されるように、ばねトルクは、便蓋が閉じた状態から回動角度（開放角度）が大きくなるほど閉方向により大きくなり、反転ポイント以降においては、開方向を向く便蓋の自重トルクよりも絶対値が大きくなる（図中のA1＞A2）。このため、反転ポイント以降においては、便蓋の自重トルクと、便蓋へのばねトルクとの合成トルクは、図8のグラフGに示すように常に便蓋の閉方向に向く（０より大きくなる）。よって、反転ポイントに達した後も、便蓋にがたつきを発生させることなく、便蓋を開放端位置まで開放することができる。
【００４３】
ここで図8に示したグラフKは、便蓋開閉ユニットのコギングトルクに応じた回転軸110のトルク（以下、説明の便宜上、便蓋開閉ユニットのコギングトルクと称する）を示す。本実施形態では、便蓋の全開角度（開放端位置）での合成トルクの大きさQを、当該便蓋開閉ユニットのコギングトルクよりも小さくすることを特徴とする。以下これについて説明する。
【００４４】
便蓋の開駆動の完了後、当然ながら、便蓋には自重トルクが開方向にかかると同時に、弾性体によるばねトルクが閉方向にかかる。したがって、ばねトルクと自重トルクと合成が便蓋開閉ユニットのコギングトルクよりも大きいと、便蓋が開放端位置から閉方向に自動的に移動し、閉じてしまう問題が起こる。そこで、全開角度（開放端位置）での合成トルクの大きさQが、便蓋開閉ユニットのコギングトルクよりも小さくなるようにすることで、開駆動終了後も、便蓋が開いた状態を、便蓋開閉ユニットのコギングトルクで保持できる。すなわち、開駆動終了後、便蓋が自動的に閉じられてしまう事態を防止できる。よって使用者は、便蓋の開駆動終了後も、便座装置を安心して使用することが可能となる。
【００４５】
図9は、便蓋の開駆動時において、便蓋の軸受310と便蓋開閉ユニット610の回転軸110の突出部111との位置関係、及び、便蓋の軸受320と便蓋アシストユニット120の回転軸130の突出部131との位置関係を示す。なおここでは便蓋を例にして説明するが、便座の場合も同様である。
【００４６】
開始角度（ここでは0°）から便蓋の開駆動が開始されると、便蓋開閉ユニット610の回転軸110は開方向に回動駆動させられる。このとき便蓋の自重トルクは閉方向にかかり、回転軸110の突出部111と軸受310との遊び（回転軸方向の隙間）は、便蓋300の閉方向側に形成される。一方、便蓋アシストユニット120では回転軸130を常に閉方向に付勢しているため開駆動の間、回転軸130の突出部131と軸受320との遊びは、常に便蓋300の開方向側に形成される。
【００４７】
便蓋の開放角度が反転ポイントに達すると、便蓋の自重トルクは閉方向から開方向に反転し、以降、全開角度まで自重トルクは開方向へかかる。ここで、本実施形態において、反転ポイント以降では、便蓋アシストユニット120の回転軸130には、閉方向のばねトルクが便蓋の自重トルク以上の大きさで付勢される。このため、便蓋は、便蓋アシストユニット120の回転軸130により支持された状態で、常に閉方向側への合成トルクがかかるため、開方向側へがたつくことはない。すなわち、便蓋開閉ユニット610の回転軸110の突出部111と軸受310との遊びは、全開角度に達するまで、便蓋300の閉方向に形成されたままであり、便蓋の軸受310の内部における便蓋開閉ユニット610の回転軸110の突出部111の相対的な位置は変わらない。
【００４８】
以下、図6の便蓋用電動開閉装置600の動作の一例を説明する。便座用電動開閉装置700の動作は駆動対象が便座である点を除き、便蓋用電動開閉装置と同様であるため説明を省略する。
【００４９】
リモコン810からスイッチ操作入力又は人体検知センサ500の人体検知の信号がメイン制御部800へ入力されると、メイン制御部800から制御部630へ便蓋300の開駆動を指示する制御信号が与えられる。
【００５０】
当該制御信号を受けた制御部630は、ドライバ620を介してモータ611に通電を行って、モータ611の駆動を開始する。モータ611の駆動力が回転軸110に伝達され、便蓋300が開方向に回動させられる。回転軸110による便蓋300の回動に従動して、便蓋アシストユニット120の回転軸130も回転させられ、回転軸130に結合された弾性体140が巻かれる。弾性体の巻き状況に応じた大きさのばねトルクが回転軸130に閉方向に付与される。
【００５１】
制御部630は、角度検出部613の出力又は回転検出回路616の出力を監視し、回転軸の回転角度が開放端角度（終端域）に達したとき、または、モータ611の回転の停止を検知したとき、モータ611への通電を停止して、便蓋300の開駆動を終了する。開駆動の間、便蓋300の合成トルクは、反転ポイントに達した後、常に閉方向に作用するため、便蓋300は、開駆動の途中でがたつくことなく開放端位置まで開かれる。また駆動終了後も、合成トルクが便蓋開閉ユニット610のコギングトルク以下にされるため、開放端位置から自動的に逆戻りして閉じることもない。
【００５２】
以上、便蓋又は便座の開駆動時におけるがたつきを防止する仕組みおよび動作を中心に示したが、本実施形態では便蓋又は便座の閉駆動時におけるがたつきも防止可能である。
【００５３】
具体的に、閉駆動時は、便蓋アシストユニット120又は便座アシストユニット470における弾性体の復元力を駆動力として利用して便蓋又は便座の閉動作を行う。この際、開放端位置においては、便蓋又は便座は、便蓋開閉ユニット610又は便座開閉ユニット710のコギングトルクにより停止状態が維持されているため、駆動開始時はモータを駆動して当該コギングトルクを消滅させる。コギングトルクを消滅させた後（すなわちモータの回転が検知された後）は、弾性体140、410の駆動力（ばねトルク）を利用して便蓋又は便座の閉駆動を行う。反転ポイントで自重トルクが閉方向側に反転した以降は、便蓋又は便座は、便蓋開閉ユニット610又は便座開閉ユニット710の回転軸により支持された状態で回動されるため、便蓋又は便座のがたつきは発生しない。
【００５４】
図10は、図9に対応して、便蓋の閉駆動時において、便蓋の軸受310と便蓋開閉ユニット610の回転軸110の突出部111との位置関係、及び、便蓋の軸受320と便蓋アシストユニット120の回転軸130の突出部131との位置関係を示す。なおここでは便蓋を例にして説明するが、便座の場合も同様である。
【００５５】
開放端位置（全開角度）において便蓋開閉ユニット610の回転軸110を閉方向に駆動開始する。モータの回転が検知された以降は、便蓋アシストユニット120の弾性体140の復元力で便蓋の閉駆動を行う。なお図７に示したように反転ポイントまでは便蓋の自重トルクとばねトルクとはそれぞれ反対の向きを有するもののばねトルクの方が自重トルクに比べて十分に大きいため、ばねトルクのみで便蓋を回動させることが可能である。
【００５６】
便蓋が反転ポイントに達して自重トルクが閉方向側に反転した後は、便蓋は便蓋開閉ユニット610の回転軸110により支持された状態で、弾性体140の復元力により開始位置まで回動させられる。なお、この際、便蓋が急激に閉じないようにするために、モータの回転を便蓋の閉動作の抑制力として利用している。
【００５７】
以上から、全開角度から反転ポイントを経過して便蓋が閉じるまで、便蓋アシストユニット120の回転軸130の突出部131と、対応する軸受320との遊びは、常に便蓋300の開方向側に形成される。一方、便蓋開閉ユニット610の回転軸110の突出部111と、対応する軸受310との遊びは、便蓋が閉じるまで便蓋300の閉方向に形成されたままである。
【００５８】
以下、閉駆動を行う場合の便蓋用電動開閉装置600の動作を、図6を用いて説明する。便座用電動開閉装置700の動作は駆動対象が便座である点を除き、便蓋用電動開閉装置600と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
リモコン810のスイッチ操作入力があると、又は人体検知センサ500により使用者の存在が検知されなくなると、メイン制御部800から制御部630へ便蓋300の閉駆動を指示する制御信号が与えられる。
【００６０】
当該制御信号を受けた制御部630は、ドライバ620に対しモータ611の閉方向への駆動の指示信号を送出し、当該指示信号を受けたドライバ620はモータ611の駆動を開始する。制御部630は回転検出回路616の出力を監視し、モータ611が回転されたことを検出したらあるいは回転数が所定値に達したことを検知したら、コギングトルクが消滅したと判断し、ドライバ620へ駆動停止の指示信号を送出する。当該指示信号を受けたドライバ620はモータ611の駆動を停止する。
【００６１】
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はなく、実施段階では本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない限り、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。
【符号の説明】
【００６２】
100：本体部
110、130、440、740、：回転軸
111、131、441、741：突出部
120：便座アシストユニット
140、410：ねじりばね（弾性体）
150、160：穴
170：出力軸
190：収納筒
200：便座
300：便蓋
310、320、450、460：軸受
400：便器
470：便座アシストユニット
500：人体検知センサ
600：便蓋用電動開閉装置
610：便蓋開閉ユニット
710：便座開閉ユニット
611、711：モータ
612、712：減速歯車機構
613、713：角度検出部
615、715：磁石
616、716：回転検出回路
620、720：ドライバ
630、730：制御部
700：便座用電動開閉装置
800：メイン制御部
810：リモコン
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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