(57)【要約】【課題】  位置検出手段の取り付け精度を高めることにより、制御部に予め設定された全開目標値または全閉目標値等の設定値と実際の位置とのずれを抑制して、常に正しい位置を把握しながら便座または便蓋の開閉制御を行うことができる開閉装置を提供すること。【解決手段】  便蓋３の開閉位置は、位置検出手段２３を用いて検出され、この位置検出手段２３は、ピニオンギヤ１５に組み込まれて保持されたマグネット２２と、駆動モータ１０のロータ軸１００が出力される側のモータケース１０１の端面に地板１９を介して基板２０上に載置されたホール素子２１とから構成されている。故に、位置検出手段２３としてのマグネット２２およびホール素子２１が、駆動モータ１０を構成する部材としてのピニオンギヤ１５およびモータケース１０１にそれぞれ固定されるので、マグネット２２とホール素子２１との取り付け精度を向上させることができる。【選択図】  図２
2007274872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてのモータと、該モータによって回転される回転体と、該回転体に配設された一方の位置検出部材および該一方の位置検出部材と対をなし前記回転体位置を検出する他方の位置検出部材からなる位置検出手段とを有するギヤードモータにおいて、
前記位置検出手段は、前記モータの固定部に固定された前記他方の位置検出部材と、前記モータのロータ軸に固定された前記回転体に配設され、該回転体の回転に伴って回転される前記一方の位置検出部材とからなることを特徴とするギヤードモータ。
【請求項２】
請求項１において、前記位置検出手段は、前記回転体としてのピニオンギヤに保持されたマグネットと、前記固定部としてのモータケースに固定された磁気抵抗素子とからなることを特徴とするギヤードモータ。
【請求項３】
請求項２において、前記ピニオンギヤは、前記マグネットを保持するための係合部を有していることを特徴とするギヤードモータ。
【請求項４】
請求項３において、前記ピニオンギヤは、円柱状に形成された胴部の軸方向の一方に歯部が形成されるとともに軸方向の他方に前記係合部が形成され、該係合部は、前記胴部の半径方向外側であって前記胴部の他方から一方に向かって延設された先端に係合爪を有する舌片部と、該舌片部と前記胴部とを連結させる連結部とを有し、
前記胴部が嵌入される中央孔を有するリング状に形成された前記マグネットが、前記胴部の一方から嵌入されることにより、該マグネットは、その一側面が前記連結部に当接するとともに他側面が前記舌片部の係合爪に当接して挟持されて前記ピニオンギヤに保持されることを特徴とするギヤードモータ。
【請求項５】
請求項４において、前記連結部は、前記胴部の周囲に互いに離間させて複数形成されており、前記連結部の互いに円周方向に隣接する対向面によって形成される空間内へ前記マグネットを進出させ、該マグネットの一側面と前記磁気抵抗素子を対向させたことを特徴とするギヤードモータ。
【請求項６】
請求項５において、前記ピニオンギヤは、樹脂により一体成型されており、前記舌片部が、半径方向において、前記連結部の互い対向する対向面によって形成される空間と重なる位置に形成されることにより、前記連結部と半径方向に重なっていないことを特徴とするギヤードモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器の便座または便蓋の開閉するギヤードモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
洋式便器の便座及び便蓋を電動モータによってそれぞれ開閉する装置として、例えば特許文献１に開示された便座・便蓋自動開閉装置がある。この種の便座・便蓋開閉装置では、駆動源の電動モータの動力を減速歯車機構を介して減速・トルクアップした後、便座または便蓋に連結する出力軸にそれぞれ伝えている。上記装置は、便座及び便蓋の開閉位置（絶対位置）を検出するための位置検出手段を備えており、この位置検出手段によって便座及び便蓋の開位置および閉位置をそれぞれ電圧値として検出し、当該電圧値が制御部に予め設定されている所定値（目標値）に一致するまで便座及び便蓋が開閉駆動される。
【特許文献１】特開平１１−２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、便座または便蓋の開閉位置を示す電圧値は、位置検出手段の取り付け精度が悪い場合では、制御部に予め設定された全開目標値または全閉目標値と実際の全開位置または全閉位置からずれてしまい、便座・便蓋の開度が不足したり、または必要以上の勢いで開閉されることがあり、大変使い勝手が悪かった。
【０００４】
本発明は、位置検出手段の取り付け精度を高めることにより、制御部に予め設定された全開目標値または全閉目標値等の設定値と実際の位置とのずれを抑制して、常に正しい位置を把握しながら便座または便蓋の開閉制御を行うことができる便蓋開閉装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる目的を達成するために本発明は、駆動源としてのモータと、該モータによって回転される回転体と、該回転体に配設された一方の位置検出部材および該一方の位置検出部材と対をなし前記回転体位置を検出する他方の位置検出部材からなる位置検出手段とを有するギヤードモータにおいて、前記位置検出手段は、前記モータの固定部に固定された前記他方の位置検出部材と、前記モータのロータ軸に固定された前記回転体に配設され、該回転体の回転に伴って回転される前記一方の位置検出部材とからなることを特徴とする。
【０００６】
本発明において、前記位置検出手段は、前記回転体としてのピニオンギヤに保持されたマグネットと、前記固定部としてのモータケースに固定された磁気抵抗素子とからなることが好ましい。このように構成すると、マグネットと磁気抵抗素子との間に隙間を設けて対向させることにより、位置検出手段を非接触式に構成することができるので、位置検出手段の寿命を向上させることができる。しかも、ピニオンギヤの回転に伴って、摩擦が一切生じないのでモータへの負荷がなく、その結果モータ効率を向上させることができる。
【０００７】
本発明において、前記ピニオンギヤは、前記マグネットを保持するための係合部を有していることが好ましく、特に、前記ピニオンギヤは、円柱状に形成された胴部の軸方向の一方に歯部が形成されるとともに軸方向の他方に前記係合部が形成され、該係合部は、前記胴部の半径方向外側であって前記胴部の他方から一方に向かって延設された先端に係合爪を有する舌片部と、該舌片部と前記胴部とを連結させる連結部とを有し、前記胴部が嵌入される中央孔を有するリング状に形成された前記マグネットが、前記胴部の一方から嵌入されることにより、該マグネットは、その一側面が前記連結部に当接するとともに他側面が前記舌片部の係合爪に当接して挟持されて前記ピニオンギヤに保持されることが好ましい。このように構成すると、マグネットが胴部の一方から勘入されることで、マグネットがピニオンギヤに固定されるので、作業性の向上を図ることができる。しかも、ピニオンギヤの胴部に、軸方向に重なるようにしてマグネットを保持させることができる。故に、ピニオンギヤの胴部への勘入を妨げない程度にマグネットの中央孔の内径をピニオンギヤの胴部の外径に近づけて形成すれば、マグネットを胴部の一方から勘入することでマグネットの内壁が胴部の外壁に当接し、胴部に対するマグネットの調芯を行うことができる。従って、マグネットのピニオンギヤに対する同芯度を確保することができる。
【０００８】
本発明において、前記連結部は、前記胴部の周囲に互いに離間させて複数形成されており、前記連結部の互いに円周方向に隣接する対向面によって形成される空間内へ前記マグネットを進出させ、該マグネットの一側面と前記磁気抵抗素子を対向させたことが好ましい。このように構成すると、マグネットの一側面と磁気抵抗素子とを近接配置することができる。故に、磁気効率の向上を図ることができる。
【０００９】
本発明において、前記ピニオンギヤは、樹脂により一体成型されており、前記舌片部が、半径方向において、前記連結部の互い対向する対向面によって形成される空間と重なる位置に形成されることにより、前記連結部と半径方向に重なっていないことが好ましい。連結部と舌片部の先端に形成された係合爪とが半径方向に重なっている場合、ピニオンギヤを成型する金型を軸方向に分割する単純な上下型で構成するこができない。すなわち、金型のパーティグラインが連結部に設定された上下型の場合では、舌片部を一方の金型のみにより成型する必要があり、舌片部の先端に設けられた係合爪が障害になって成型されたピニオンギヤが金型から離型できなくなる。反対に、金型のパーティグラインが係合爪に設定された上下型の場合では、連結部を一方の金型のみにより成型する必要があり、連結部が障害になって成型されたピニオンギヤが金型から離型できなくなる。本発明のように構成することにより、舌片部の先端に形成された係合爪が連結部と半径方向に重なっていないので、係合爪または連結部が障害とならず、ピニオンギヤを成型する金型を軸方向に分割する単純な上下型により成型することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のギヤードモータにおいて、位置検出手段が、モータの固定部に固定された一方の位置検出部材と、モータのロータ軸に固定された回転体に配設され、回転体の回転に伴って回転される他方の位置検出部材とから構成されている。故に、一方の位置検出部材と他方の位置検出部材とが共に、モータを構成する部材に固定されるので、一方の位置検出部材と他方の位置検出部材との取り付け精度を向上させることができる。故に、制御部に予め設定された設定値と実際の位置とのずれを抑制して、常に正しい位置を把握しながら便座または便蓋の開閉制御を行うことができる。しかも、一方の位置検出部材の取り付け位置と他方の位置検出部材の取り付け位置との寸法公差を小さくできるので、両者の間の隙間を小さくさせることにより磁気効率を高められる。従って、位置検出手段の小型化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係わるギヤードモータを用いた便器の平面図である。
【００１３】
図１に示すように、便器１の上部には、便座２および便蓋３がフレーム４に対して回転可能に取り付けられており、本形態において、便蓋３がギヤードモータとしての便蓋開閉装置７によって開閉駆動されるようになっている。便蓋開閉装置７は、便蓋３の開閉状態に対応した信号を出力する位置検出手段２３（図２参照）を備えている。なお、便座２および便蓋３は、一方側では、水平な保持軸５ａによって、フレーム４に対し開閉自在に支持されており、他方の側では、便蓋３が、水平な連結穴６によって便蓋開閉装置７の出力軸１８１に連結され、便座２が、出力軸１８１に水平な連結穴５によって出力軸１８１に遊嵌されている。故に、便蓋３は便蓋開閉装置７によって駆動される一方、便座２は便蓋開閉装置７に関係なく手動で開閉されるようになっている。ただし、便座２は、必ずしも手動で開閉させる必要はなく、便蓋開閉装置７の反対側に上記便蓋開閉装置７とは異なる便座開閉装置を配設し、一方側において、この便座開閉装置の出力軸に、便座２に形成した水平な連結穴６を連結して、便座２を駆動させるように構成してもよい。
【００１４】
図２（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、本発明を適用したギヤードモータの断面図、平面図、および基板の平面図である。
【００１５】
便蓋開閉装置７は、上ケース１１と下ケース１２との一対からなるモータ内に、便蓋３を開閉駆動する駆動モータ１０と、駆動モータ１０のロータ軸１００の回転を便蓋３に対する出力軸１８１に伝達する減速用の伝達手段９と、便蓋３の開閉位置を検出するための位置検出手段２３とを有している。なお、駆動モータ１０は、正逆転可能なモータで、例えばロータ軸１００の位置情報を持たない直流モータである。
【００１６】
具体的には、駆動モータ１０は、上ケース１１側に固定されており、そのロータ軸１００の回転が、伝達手段９としてのピニオンギヤ１５、互いに径の異なる大小２つの平歯車を有する２段の複合ギヤ１６、１７、を介して出力軸１８１が一側面から延設された出力ギヤ１８に適度な減速比のもとに伝達される。具体的には、ピニオンギヤ１５が、複合ギヤ１６の大歯車１６０と噛合し、複合ギヤ１６の小歯車１６１と複合ギヤ１７の大歯車１７０が噛合し、複合ギヤ１７の小歯車１７１と出力ギヤ１８とが噛合している。これらのギヤ１５、１６、１７を所定の径に設定することにより、所定の回転数比を得ることができる。
【００１７】
本形態では、ピニオンギヤ１５は、駆動モータ１０のロータ軸１００に固定され、複合ギヤ１６、１７は、上ケース１１１と下ケースとにはめ込まれた平行な軸１３、１４によって回転自在に支持されている。具体的には、各軸１３、１４の両端部は、上ケース１１および下ケース１２の固定体に設けた軸受に取り付けられている。また、出力ギヤ１８には、他側面から出力軸１８１と同軸上に回転軸１８２が延設されている。そのため、出力ギヤ１８は、出力軸１８１の根本部側が上ケース１１に形成された軸受部１１０によって軸支され、回転軸１８２が下ケース１２に形成された軸受部１２０によって軸支されることにより回転可能になっている。
【００１８】
軸１３、１４としては、一般に減速ギヤ機構に用いられているものであればよく、例えば、ステンレス等により形成される。なお、軸体１３、１４はケースと一体に樹脂等で形成してもよい。また、ピニオンギヤ１５、複合ギヤ１６、１７についても、一般に、減速ギヤ機構に用いられているものであればよい。ピニオンギヤ１５、複合ギヤ１６、１７としては、例えば、ポリアセタール、ナイロン、エラストマ等のプラスチック材料等により形成されて、強度が要求される箇所には、必要に応じて金属材料からなるギヤを用いてもよい。
【００１９】
そして、便蓋３の開閉位置、即ち、便器１に対する便蓋３の絶対位置は、ピニオンギヤ１５に組み込まれて保持された他方の位置検出部材としてのマグネット２２と、駆動モータ１０のロータ軸１００が出力される側に固定されたマグネット２２に対向して設けられた一方の位置検出部材としてのホール素子２１（磁気抵抗素子）とからなる位置検出手段２３によって検出される。すなわち、モータケース１０１（固定部）のロータ軸１００が出力される側に、この駆動モータ１０を上ケース１１に固定させるための地板１９がネジによって固定され、地板１９にホール素子２１が載置された基板２０がネジによって固定されている。
【００２０】
図３（ａ）、（ｂ）は、マグネットの一側面を示す平面図、（ａ）におけるＸ−Ｘ'線における断面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、ピニオンギヤの一側面を示す平面図、（ａ）におけるＹ−Ｙ'線における断面図である。
【００２１】
図４に示すように、ピニオンギヤ１５は、円柱状の胴部１５２の軸方向の一方に歯部１５５が形成されるとともに軸方向の他方にマグネット２２を保持するための係合部１５６が形成されている。この係合部１５６は、内壁が胴部１５２の外壁に対向配置され、胴部１５２の周囲に互いに離間して形成された４つの連結部１５３によって胴部１５２の軸方向の他方に連結されたリング部１５１と、リング部１５１から、胴部１５２の一方に向かって延設された舌片部１５０とにより構成されている。なお、舌片部１５０の先端には係合爪１５７が形成されている。
【００２２】
図３に示すように、マグネット２２は、胴部１５２が勘入される中央孔２２３を有するリング状に形成され、ピニオンギヤ１５のロータ軸１００に対して、直交する一側面の円周方向にＮ極２２１とＳ極２２２とが交互に形成された４つの磁性部が形成されている。この４つの磁性部の間には、半径方向に延設された４つの溝部２２０が形成されている。故に、マグネット２２を胴部１５２の一方から勘入させることにより、マグネット２２は、その一側面に形成された４つの溝部２２０の底面が４つの連結部１５３に当接するとともにマグネット２２の他側面が舌片部１５０の係合爪１５７に当接して挟持され、マグネット２２がピニオンギヤ１５に保持される。このとき、４つの連結部１５３の互い対向する対向面１５３０、１５３０によって形成される空間内へマグネット２２が進出しており、マグネット２２の一側面がホール素子２１と対向している。このとき、マグネット２２の一側面は、胴部１５２の他方の側壁１５８と同一平面なっている。なお、マグネット２２の一側面は、必ずしも胴部１５２の他方の側壁１５８と同一平面なっている必要はない。
【００２３】
本形態において、マグネット２２の中央孔２２３の内径が、胴部１５２への勘入を妨げない程度に胴部１５２の外径に近づけて形成されている。また、ピニオンギヤ１５は、樹脂により一体成型されており、舌片部１５０は、半径方向において、対向面１５３０、１５３０によって形成される空間内と重なる位置に形成されることにより、連結部１５３と半径方向に重ならない位置に形成されている。
【００２４】
次に、動作を説明する。便蓋３が閉じた状態、すなわち、便器の上面を水平に覆った状態にあるとき、便蓋３を開放するために、図示しないスイッチをオンの状態にすると、駆動モータ１０は、正転方向に回転し、伝達手段９によって、出力軸１８１を便蓋３の開放方向に回転させる。これによって、便蓋３は、所定の速度で回動し、便器の上面を開放状態とする。
【００２５】
便蓋３が回動する過程で、これとともにマグネット２２が回動するため、マグネット２２の磁性部の変化に対応した信号がホール素子２１から図示しない制御部に入力される。
【００２６】
制御部によって、駆動モータ１０の回転速度や出力トルクも調整されるようになっているため、このようにして便蓋３は、開く過程の絶対位置に応じて、適切な速度のもとに駆動される。そして、位置検出手段２３の信号値が制御部に予め設定された設定値としての全開目標値に一致すると、制御部は、便蓋３が全開位置まで開かれたとして、駆動モータ１０を停止させる。
【００２７】
次に、便蓋３を閉じるときには、図示しないスイッチをオンの状態にすると、制御部は、蓋３を閉じる方向に駆動し、便蓋３が自然落下位置まで閉じた時点で、駆動モータ１０の電源をオフして、両端に図示しない抵抗器を短絡接続し、ブレーキを掛ける。従って、便蓋３の回動角度が水平に近くなると、便蓋３の回動速度が重力により加速されるが、このときの制動力によって静かに閉動作を行うことができる。
【００２８】
（本形態の効果）
本形態において、便蓋３の開閉位置は、位置検出手段２３を用いて検出され、この位置検出手段２３は、ピニオンギヤ１５に組み込まれて保持されたマグネット２２と、駆動モータ１０のロータ軸１００が出力される側のモータケース１０１の端面に地板１９を介して基板２０上に載置されたホール素子２１とから構成されている。故に、位置検出手段２３としてのマグネット２２およびホール素子２１が、駆動モータ１０を構成する部材としてのピニオンギヤ１５およびモータケース１０１にそれぞれ固定されるので、マグネット２２とホール素子２１との取り付け精度を向上させることができる。従って、制御部に予め設定された設定値と実際の位置とのずれを抑制して、常に正しい位置を把握しながら便蓋３の開閉制御を行うことができる。しかも、マグネット２２の取り付け位置とホール素子２１の取り付け位置との寸法公差を小さくできるので、両者の間の隙間を小さくさせることにより磁気効率を高められる。従って、位置検出手段２３の小型化が可能になる。
【００２９】
本形態において、マグネット２２とホール素子２１とが隙間を介して対向されているので、位置検出手段２３が非接触式となる。故に、位置検出手段２３の寿命を向上させることができる。また、ピニオンギヤ１５の回転に伴う摩擦が一切生じないので、駆動モータ１０への負荷がなく、モータ効率を向上させることができる。
【００３０】
さらに、本形態において、ピニオンギヤ１５は、円柱状に形成された胴部１５２の軸方向の一方に歯部１５５が形成されるとともに軸方向の他方に前記係合部１５が形成され、係合部１５は、胴部１５２の半径方向外側であって胴部１５２の他方から一方に向かって延設された先端に係合爪１５７を有する舌片部１５０と、舌片部１５０と胴部１５２とを連結させる連結部１５３とを有し、胴部１５２が勘入される中央孔２２３を有するリング状に形成されたマグネット２２が、胴部１５２の一方から勘入されることにより、マグネット２２は、その一側面が連結部１５３に当接するとともに他側面が舌片部１５０の係合爪１５７に当接して挟持されてピニオンギヤ１５に保持される。故に、マグネット２２が胴部１５２の一方から勘入されることで、マグネット２２がピニオンギヤ１５に固定されるので、作業性の向上を図ることができる。しかも、ピニオンギヤ１５の胴部１５２に、軸方向に重なるようにしてマグネット２２を保持させることができる。本形態では、マグネット２２の中央孔２２３の内径が、胴部１５２への勘入を妨げない程度に胴部１５２の外径に近づけて形成されているので、マグネット１５を胴部１５２の一方から勘入することでマグネット２２の内壁が胴部１５２の外壁に当接し、マグネット２２の胴部１５２に対する調芯を行うことができる。従って、ロータ軸１００に対するマグネット２２の同芯度を確保することができる。
【００３１】
さらにまた、本形態において、連結部１５３は、胴部１５２の周囲に互いに離間させて４つ形成されており、連結部１５３により互い対向する対向面１５３０によって形成される空間内へマグネット２２の一部が進出し、マグネット２２の一側面とホール素子２１が対向しているので、マグネット２２の一側面とホール素子２１とが近接配置され、磁気効率を向上させることができる。
【００３２】
また、本形態において、ピニオンギヤ１５は、樹脂により一体成型されており、舌片部１５０が、半径方向において、連結部１５３により互い対向する対向面１５３０によって形成される空間と重なる位置に形成されているので、舌片部１５０の先端に形成された係合爪１５７が連結部１５３と半径方向に重なっていないので、ピニオンギヤ１５を成型する金型のパーティグラインが連結部に設定された単純な上下型を用いた場合でも、係合爪１５７が障害にならず、ピニオンギヤ１５を成型することができる。
【００３３】
（その他の実施の形態）
上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施の形態では、ホール素子２１が載置された基板２０が、地板１９を介してモータケース１０１に固定されているが、ホール素子２１が載置された基板２０を、直接モータケース１０１に固定してもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態では、伝達手段９としてピニオンギヤ１５、複合ギヤ１６、１７、等の平歯車が用いられているが、平歯車に替えてプーリーにより構成してもよい。この場合、ロータ軸１００に固定されたプーリーにマグネット２２が組み込まれて保持されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係わるギヤードモータを用いた便器の平面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、本発明を適用したギヤードモータの断面図、平面図、および基板の平面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、マグネットの一側面を示す平面図、（ａ）におけるＸ−Ｘ'線における断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、ピニオンギヤの一側面を示す平面図、（ａ）におけるＹ−Ｙ'線における断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  便器
７  便蓋開閉装置（ギヤードモータ）
１０  駆動モータ（モータ）
１５  ピニオンギヤ（回転体）
２１  ホール素子（他方の位置検出部材）
２２  マグネット（一方の位置検出部材）
２３  位置検出手段
１００  ロータ軸
１０１  モータケース（固定部）
１５０  舌片部
１５２  胴部
１５３  連結部
１５５  歯部
１５６  係合部
１５７  係合爪
２２３  中央孔
【図１】
2007274872.tif 000003
【図２】
2007274872.tif 000004
【図３】
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【図４】
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