(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸を有する回動部材と、その回動部材の自重による回動の勢いを阻止する緩衝部材とを有する回動緩衝装置において、上記回動軸に連結するモータと、上記回動軸の回動角度を検知する位置検知手段とを設け、上記回動部材が自重回動した際、その停止位置が所定位置より手前になることを上記位置検知手段によって検出したとき、上記モータをアシスト駆動し上記回動部材を上記所定位置にもたらすようにしたことを特徴とする回動緩衝装置。
【請求項２】
前記緩衝部材をバネ部材とし、このバネ部材に加え、前記回動部材の回動速度が速い程ブレーキ力が大きくなるブレーキ手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の回動緩衝装置。
【請求項３】
回動軸を有する回動部材と、その回動部材の自重による回動の勢いを阻止する緩衝部材とを有する回動緩衝装置において、上記回動軸の回動角度を検知する位置検知手段を設けると共に、上記緩衝部材を、上記回動部材の回動速度が速い程ブレーキ力が大きくなるブレーキ手段で構成し、上記回動部材が自重回動した際、その停止位置が所定位置より手前になることを上記位置検知手段によって検出したとき、上記ブレーキ手段をオフし、上記回動部材の自重によるアシスト駆動を行わせ、上記所定位置にもたらすようにしたことを特徴とする回動緩衝装置。
【請求項４】
前記回動軸に連結するモータを設け、このモータの短絡によりブレーキ力を働かせるようにしたことを特徴とする請求項３記載の回動緩衝装置。
【請求項５】
前記回動部材の自重による回動トルクから前記緩衝部材の抵抗トルクを引いた値が、前記モータのコキングトルクより大きくなる部分を持つように設定すると共に、前記モータによる前記回動軸の出力トルクを、上記回動トルクから上記抵抗トルクを引いた値より常に大きくなるように設定したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の回動緩衝装置。
【請求項６】
前記回動部材の回動開始を手動にて行い、前記回動部材を前記所定位置にもたらす手動モードと、前記回動部材の回動開始を前記モータの駆動にて行い、前記回動部材を前記所定位置にもたらす自動モードとを有する制御手段を設け、上記手動モード時に、前記回動部材が前記所定位置の手前で停止することを前記位置検知手段によって検出したとき、前記アシスト駆動を行なわせたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の回動緩衝装置。
【請求項７】
前記手動モードと前記自動モードのいずれで動作しているかを判断する判別手段を設け、前記手動モードでの動作と判別したとき、前記アシスト駆動を可能にしたことを特徴とする請求項６記載の回動緩衝装置。
【請求項８】
前記回動部材を便座とした請求項１から７のいずれか１項記載の回動緩衝装置を有することを特徴とする回動緩衝装置付き洋式便器。
【請求項９】
前記回動部材を便蓋とした請求項１から７のいずれか１項記載の回動緩衝装置を有することを特徴とする回動緩衝装置付き洋式便器。
【請求項１０】
前記回動部材を便座とした請求項１から７のいずれか１項記載の回動緩衝装置と、前記回動部材を便蓋とした請求項１から７のいずれか１項記載の回動緩衝装置とを備えたことを特徴とする回動緩衝装置付き洋式便器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自重により回動する回動部材と、その回動の勢いを阻止する緩衝部材とを有する回動緩衝装置およびその回動緩衝装置付き洋式便器の改良に関し、特に、洋式便器の便座や便蓋の回動に使用して好適な回動緩衝装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、洋式便器の便座や便蓋をモータによって駆動させる装置が知られている。このような装置は、停電時等に対応するため、モータ駆動以外に手動で動作できるようになっているものが多い。そして、その手動動作時に、便座や便蓋が勢いよく便器本体に衝突するのを阻止するためや、モータ駆動時の便座等の持ち上げを容易にするために、スプリング等の緩衝部材が設けられている。
【０００３】
このような回動緩衝装置付き洋式便器の１例が実開昭６１−１３６９９８号公報に開示されている。この公開公報に開示されている洋式便器は、図７から図１０に示すような構成となっている。すなわち、この洋式便器は、便器７１と、便器７１に脚７３により支持されて取り付けられる便座７２とから主に構成されている。そして、便器７２の基部に具備された支軸７４を脚７３により回動自在に支持させている。さらに支軸７４と電動機７６の減速機７７とを連結するクラッチ７５を設けている。このクラッチ７５は、摩擦板７８により回転力を伝達するように構成されている。そして、該摩擦板７８は、一定荷重すなわち便座７２の回動に伴う負荷を超えた荷重が与えられた状態でスリップするように摩擦板７８を互いにスプリング７９により圧接させている。
【０００４】
この洋式便座には、さらに便座７２の支軸７４に対して常時便座７２を持ち上げるように便座７２の荷重より小さな荷重により付勢したスプリング８０を設けている。このスプリング８０の一端は、便座７２側に対して固定され、他端が脚７３等に対し固定され便座７２に回動力を与えている。
【０００５】
また、電動機７６を制御するスイッチ８１が室内の壁面等に取り付けられている。そして、その切換操作により便座７２の開閉動作が行えるように、その接点の一方ａは電動機７６の正転端子ｂに、他方ｃは逆転端子ｄに接続される。なお、この洋式便器を駆動する回路は、図１０に示すように、さらに、電源８２と、電動機７６の回路に並列に接続されたリレー８３，８３′と、スイッチ８１と並列に接続されるリレー８３，８３′の自己保持接点８４，８４′と、リレー８３，８３′への通電を遮断する便座下限および便座上限位置検知スイッチ８５，８５′とを有している。
【０００６】
なお、この検知スイッチ８５，８５′は便座７２の基部等に例えば磁性体を埋設し、対応部位にリードスイッチ等を備えて便座７２の回動位置を検出するようにしている。
【０００７】
このように、この洋式便器は、便座７２を便器７１に対して支軸７４により回動可能に支持させ、かつ該支軸７４に対し電動機７６を減速機７７とクラッチ７５を介して連通させている。そして、この電動機７６を、任意に操作されるスイッチ８１により正反転させることによって便座７２を開閉させている。加えて、便座７２を持ち上げ方向に便座７２の荷重を超えないトルクのスプリング８０により付勢している。このため、便器７１の使用に際し、手を用いることなく便座７２を開閉でき、衛生的なものとなると共にスプリング８０によって便座７２を開放側に一定荷重をもって持ち上げる方向に付勢したので、電動機７６の回転トルクを小さくでき、結果的に小型の電動機７６を用いて装置をコンパクト化できるものとなっている。しかも、故障時においても、便座７２がそれ自体の荷重で落下し、便器７１に衝突することがスプリング８０の弾性力によって阻止される、すなわち緩衝されるので、破損の危険もなく使用できるものとなっている。
【０００８】
このように、図７から図１０に示すような洋式便器では、スプリング８０を使用して便座７２の落下時の勢いを阻止するようにしているが、便座７２のモーメントやイナーシャ等の各種設計条件が変更される場合への対応が容易でない。このため、図１１から図１３に示すような、モータ自体の回転力を利用してブレーキを働かせるものが発明されている（特開平４−５１９２６号公報参照）。
【０００９】
この技術が採用される便器開閉体駆動装置は、図１１に示すように、モータ９１の出力軸９１ａから発生される回転駆動力が、複数段の減速機構９２，９３，９４等を介して便座あるいは便蓋等からなる便器開閉体９５の入力軸９５ａに伝達されており、スイッチ動作に基づくモータ９１の駆動力によって便器開閉体９５が自動で開放・閉塞されるようになっている。
【００１０】
また、便器開閉体９５は手動でも開放・閉塞を行うことができるようになっている。そして、便器開閉体９５の入力軸９５ａには、当該便器開閉体９５の開放方向に付勢力を与えるべく渦巻状のスプリング９６が装着されており、便器開閉体９５を特に手動で開放する際に要するトルクがスプリング９６の開放方向付勢力によって低減され、便器開閉体９５の手動開放が軽く行えるようになっている。また、便器開閉体９５を閉塞する際には、スプリング９６の開放方向付勢力によって便器開閉体９５の衝撃が緩和されることとなる。
【００１１】
このようにモータ９１の出力軸９１ａは、減速機構９２，９３，９４等を介して負荷となる便器開閉体９５に連結されている。なお、このモータ９１には、直流電源Ｖｃｃを有する電力供給回路が正逆転切替スイッチＳ１およびオンオフスイッチＳ２を介して接続されている。さらに、モータ９１には、当該モータ９１のコイルＲａをショートさせるブレーキ回路９７が付設されている。このブレーキ回路９７は、抵抗Ｒｓを基板上に配置してなるものであり、直流電源Ｖｃｃと並列関係を有するように、オンオフスイッチＳ２のオフ側端子とモータ９１の入力端子との間に設けられている。
【００１２】
この便器開閉体駆動装置において、便器開閉体９５をモータ９１の駆動により開く場合には、オンオフスイッチＳ２がオン状態になされると共に、正逆転切替スイッチＳ１が開側に入れられる。これにより図示Ｉｍ方向の電流がモータ９１に供給され、便器開閉体９５の開放動作が開始される。便器開閉体９５が水平から約８５°の位置まで開かれたときに、オンオフスイッチＳ２はオフ状態になされるが、モータ９１のローターイナーシャおよび便器開閉体９５のイナーシャによって便器開閉体９５は引き続き開放されていき、所定の位置にて突き当てにより停止させられる。
【００１３】
次に、便器開閉体９５をモータ９１の駆動により閉じる場合には、オンオフスイッチＳ２がオン状態になされると共に、正逆転切替スイッチＳ１が閉側に入れられる。これにより、モータ９１に図示Ｉｍと反対の方向の電流が供給され、便器開閉体９５の閉塞動作が開始される。便器開閉体９５が垂直から所定の角度だけ閉じられたときに、オンオフスイッチＳ２はオフ状態になされる。以後、便器開閉体９５は、モータ９１のローターイナーシャ、便器開閉体９５のイナーシャおよび便器開閉体９５の自重によって引き続き閉塞されていき、所定の位置にて突き当てにより停止させられる。
【００１４】
なお、オンオフスイッチＳ２がオン状態になされた時点から、モータ９１には逆起電力ＫＥＮが誘起され、供給電流とは逆の図示Ｉｍの方向に電流が流れる。これにより、ブレーキ回路９７に電流が流れることとなり、モータ９１にブレーキ力が発生する。そして、このブレーキ力とスプリング９６の付勢力により便器開閉体９５の閉塞動作はソフトに行われる。
【００１５】
なお、オンオフスイッチＳ２をオフ状態としたまま便器開閉体９５を手動により開閉することも可能である。このとき、便器開閉体９５を閉じる場合には、当該便器開閉体９５の手動閉塞動作によって、モータ９１に逆起電力ＫＥＮが誘起される。この逆起電力ＫＥＮに基づく電流（Ｉｍ方向）は、ブレーキ回路９７を流れ、モータ９１にブレーキ力が発生する。これによって、便器開閉体９５の閉塞動作はソフトに行われる。
【００１６】
ところで、このようなブレーキ回路９７を設けると、便器開閉体９５を閉じる場合には、上述のように衝撃緩和を行わせることができ都合がよいが、便器開閉体９５を開ける場合にも同様にブレーキ力が働くこととなり、特に手動で便器開閉体９５を開放する場合に力を有するという問題が残っている。この問題を解決するために図１３に示す技術が開示されている（特開平４−５１９２６号公報参照）。
【００１７】
すなわち、図１３に示されているように、モータ９１には、直流電源Ｖｃｃを有する電力供給用回路が、正逆転切替スイッチＳ１およびオンオフスイッチＳ２を介して接続されている。さらにモータ９１には、当該モータ９１のコイルＲａをショートさせるブレーキ回路９８が付設されている。このブレーキ回路９８は、抵抗ＲｓおよびダイオードＤｉを基板上に直列に配置してなるものであり、直流電源Ｖｃｃと並列関係を有するように、オンオフスイッチＳ２のオフ側端子とモータ９１の入力端子との間に設けられている。
【００１８】
このような便器開閉体駆動装置において、便器開閉体９５をモータ９１の駆動により開く場合には、オンオフスイッチＳ２がオン状態になされると共に、正逆転切替スイッチＳ１が開側に入れられる。これにより、図示Ｉｍ方向の電流がモータ９１に供給され便器開閉体９５の開放動作が開始される。便器開閉体９５が水平から約８５°の位置まで開かれたときに、オンオフスイッチＳ２はオフ状態になされるが、モータ９１のローターイナーシャおよび便器開閉体９５のイナーシャによって便器開閉体９５は引き続き開放されていき、所定の位置にて突き当てにより停止させられる。オンオフスイッチＳ２がオフ状態になされた時点から、モータ９１には逆起電力ＫＥＮが誘起され、Ｉｍと反対の方向に電流が流れようとする。しかしながら、この逆方向電流は、ブレーキ回路９８のダイオードＤｉによって遮断され、したがってこの場合にはモータ９１によるブレーキ力は生じない。
【００１９】
次に、便器開閉体９５をモータ９１の駆動により閉じる場合には、オンオフスイッチＳ２がオン状態になされると共に正逆転切替スイッチＳ１が閉側に入れられる。これによりモータ９１に図示Ｉｍと反対の方向の電流が供給され、便器開閉体９５の閉塞動作が開始される。便器開閉体９５がが垂直から所定の角度だけ閉じられたときに、オンオフスイッチＳ２はオフ状態になされる。以後、便器開閉体９５は、モータ９１のローターイナーシャ、便器開閉体９５のイナーシャおよび便器開閉体９５の自重によって引き続き閉塞されていき、所定の位置にて突き当てにより停止させられる。オンオフスイッチＳ２がオフ状態になされた時点から、モータ９１には逆起電力ＫＥＮが誘起され、供給電流とは逆の図示Ｉｍの方向に電流が流れる。すなわち、この逆方向電流は、ブレーキ回路９８のダイオードＤｉにおける順方向であるため、ブレーキ回路９８には電流が流れることとなり、モータ９１にブレーキ力が発生する。そして、このブレーキ力により、便器開閉体９５の閉塞動作はソフトに行われる。
【００２０】
さらに、オンオフスイッチＳ２をオフ状態としたまま便器開閉体９５を手動により開く場合には、当該便器開閉体９５の手動開放動作によってモータ９１に逆起電力ＫＥＮが誘起されようとするが、この逆起電力ＫＥＮに基づく電流（Ｉｍと反対方向）は、正逆転切替スイッチＳ１の位置にかかわらず、ブレーキ回路９８のダイオードＤｉによって遮断される。したがって、モータ９１にブレーキ力は発生せず、そのため便器開閉体９５はスプリング９６の付勢力の助けを借りて手動によって軽く開かれる。
【００２１】
一方、オンオフスイッチＳ２をオフ状態としたまま便器開閉体９５を手動により閉じる場合には、当該便器開閉体９５の手動閉塞動作によってモータ９１に逆起電力ＫＥＮが誘起される。この逆起電力ＫＥＮに基づく電流（Ｉｍ方向）は、ブレーキ回路９８のダイオードＤｉの順方向であるため、ブレーキ回路９８には電流が流れることとなり、モータ９１にブレーキ力が発生する。これによって、便器開閉体９５の閉塞動作は、ブレーキ力とスプリング９６の付勢によってソフトに行われる。
【００２２】
この図１３の技術では、便器開閉体９５を閉じる場合にのみブレーキ電流をモータ９１に流し、かつ便器開閉体９５を開ける場合にはブレーキ電流を遮断するダイオードＤｉを、ブレーキ回路９８を設けることとしている。このため、便器開閉体９５の閉じ動作を所定のブレーキ作用下でソフトに行わせることができ、かつ便器開閉体９５を開ける場合は、ブレーキ作用なしで開放動作を軽く行わせることができる。したがって、特に手動における便器開閉体９５の操作性を向上させることができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７から図１３に示す従来の技術では、緩衝部材となるスプリング８０とスプリング９６のバネ力に加え、電動機７６やモータ９１（以下単にモータという）のモータコキングトルクが便座７２や便器開閉体９５の自重による落下時の回動阻止力となっている。このモータコキングトルクは、手動操作時に、便座７２や便器開閉体９５を一層ソフトに自重動作させることとなり、好ましいものである反面、バネ力が強いときには、一層回動を阻止する力となり、便座７２や便器開閉体９５が自重動作の途中で停止してしまう問題の原因ともなっている。
【００２４】
特に、図１１から図１３に示すブレーキ力を付加させた便器開閉体駆動装置においては、ブレーキ回路９７，９８によって、ブレーキ力を働かせ、自重による落下の勢いを殺しているため、便器開閉体９５は、所定位置の手前で止まってしまう危険性が一層高くなっている。
【００２５】
以上のようなモータコキングトルクと他のトルクとの関係を示すと、図１４のとおりとなる。すなわち、便座７２や便器開閉体９５（以下共に回動部材という）の支軸７４や入力軸９５ａ（以下共に回動軸という）でのモータコキングトルクＴ１１は、図１４の矢示Ｔ１１で示す実線直線のように、回動部材の動作角度の全範囲（図１４に示すような全開位置から便器９１等に当接する全閉位置）に渡って一定の値となっている。なお、この従来装置は、後述する本発明の装置と同様に１００度が全開位置で、重心との関係で９５度の位置から閉じ側への自重トルクが発生するようになっている。
【００２６】
そして、回動部材の自重による回動トルクＴ１２は、矢示Ｔ１２で示す実線曲線となる。この回動トルクＴ１２からスプリング８０，９６の付勢力Ｔ１４を差し引いた差し引き回動トルクＴ１３が矢示Ｔ１３で示す点線曲線となる。この差引き回動トルクＴ１３のうち、モータコキングトルクＴ１１から上方に位置する部分では、回動部材の差し引き回動トルクＴ１３の方がモータコキングトルクＴ１１より大きいため、その位置、例えば、手動操作時において、動作角度３０度の位置で回動部材を離すと、回動部材は自重落下し、図７から図１０に示す装置では全閉位置へもたらされる。ただし、図１１から図１３に示す装置では、ブレーキ力がさらに作用するため途中で止まる危険性が生ずる。
【００２７】
一方、差し引き回動トルクＴ１３のうちモータコキングトルクＴ１１の下方に位置する部分、例えば、動作角度１０度や５０度の位置で手を離すと勢いをつけていない限り、回動部材は自重動作せずその位置で停止する。これは、モータコキングトルクＴ１１が回転阻止力として働くためであり、かつその値が回動トルクＴ１２からスプリング８０，９６の付勢力Ｔ１４（抵抗トルクＴ１４）を差し引いた値より大きいため回動部材が動作できないのである。なお、この抵抗トルクＴ１４は、図１４に示すように、全閉時に最も回動部材を全開側に付勢する力となり、９０度の位置でその力が零となるように働くものとなっている。
【００２８】
このような現象を避けるためには、回動部材の自重による回動トルクＴ１２を大きくするかスプリング８０，９６の抵抗トルクＴ１４を小さくすれば良いのであるが、仮にそのようにして仮想の回動トルクＴ１３′（矢示Ｔ１３′で示す一点鎖線曲線）を得たとすると、その一部がモータの回動軸でのモータ出力トルクＴ１５（矢示Ｔ１５で示す点線直線）を越えてしまう。そうすると、今度は、モータによって回動部材を閉側から開側へ駆動しようとしても、その越えた部分ではその動作は停止してしまうこととなる。このため、差し引き回動トルクＴ１３は、モータ出力トルクＴ１５より小さな値としなければならない。
【００２９】
一方、このモータ出力トルクＴ１５は、図１１のように減速機構を介している場合、モータコキングトルクＴ１１に比べそれ程大きくすることができない。これは、モータ単体での最大出力トルクＴＳとコキングトルクＴＣが、ＴＳ＞＞ＴＣとなっていても、減速機構が介在するとＴＳ＞ＴＣとなってしまうためである。すなわち、減速機構の減速ギヤ比ｉと  伝達効率ηを踏まえ、各トルクを計算すると、モータ出力トルクＴ１５は、ＴＳ×ｉ×ηとなり、モータコキングトルクＴ１１は、ＴＣ×ｉ×１／ηとなる。ここで例えば、一段効率を０．９とすると５段減速の場合、η＝０．５９、１／η＝１．６９となり、その差は２．９倍となる。
【００３０】
よって、ＴＳ＞＞ＴＣであったとしても、モータ出力トルクＴ１５＞モータコキングトルクＴ１１、となり、両トルクＴ１５，Ｔ１１の間隔は大きくならない。このため、差し引き回動トルクＴ１３が図１４に示すように全閉側および全開側の両側でモータコキングトルクＴ１１より低くなったり、２点鎖線で示すような差し引き回動トルクＴ１３″が全開側にそれ程近づいていない位置、すなわち矢示Ｚの位置でモータコキングトルクＴ１１より低くなることが生じてしまう。この結果、モータコキングトルクＴ１１が回動部材の回動を阻止し、回動部材は停止してしまう。このように減速機構を有している回動緩衝装置では、一層、回動部材の途中停止が生じがちとなっている。なお、減速機構を有さない装置でも、程度の差はあるものの同様な原理により、手動操作時に回動部材の途中停止が生じ易くなっている。
【００３１】
本発明は、緩衝部材によって自重回動の勢いを阻止される回動部材を手動操作しても確実に所定位置、例えば、閉の位置に回動部材をもたらすことができる回動緩衝装置および回動緩衝装置付き洋式便器を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の回動緩衝装置では、回動軸を有する回動部材と、その回動部材の自重による回動の勢いを阻止する緩衝部材とを有する回動緩衝装置において、回動軸に連結するモータと、回動軸の回動角度を検知する位置検知手段とを設け、回動部材が自重回動した際、その停止位置が所定位置より手前になることを位置検知手段によって検出したとき、モータをアシスト駆動し回動部材を所定位置にもたらすようにしている。さらに、請求項２記載の発明では、請求項１記載の回動緩衝装置において、緩衝部材をバネ部材とし、このバネ部材に加え、回動部材の回動速度が速い程ブレーキ力が大きくなるブレーキ手段を設けている。
【００３３】
また、請求項３記載の発明では、回動軸を有する回動部材と、その回動部材の自重による回動の勢いを阻止する緩衝部材とを有する回動緩衝装置において、回動軸の回動角度を検知する位置検知手段を設けると共に、緩衝部材を、回動部材の回動速度が速い程ブレーキ力が大きくなるブレーキ手段で構成し、回動部材が自重回動した際、その停止位置が所定位置より手前になることを位置検知手段によって検出したとき、ブレーキ手段をオフし、回動部材の自重によるアシスト駆動を行わせ、所定位置にもたらすようにしている。さらに、請求項４記載の発明では、請求項３記載の回動緩衝装置において、回動軸に連結するモータを設け、このモータの短絡によりブレーキ力を働かせるようにしている。
【００３５】
また、請求項５記載の発明では、請求項１、２、３または４記載の回動緩衝装置において、回動部材の自重による回動トルクから緩衝部材の抵抗トルクを引いた値が、モータのコキングトルクより大きくなる部分を持つように設定すると共に、モータによる回動軸の出力トルクを、回動トルクから抵抗トルクを引いた値より常に大きくなるように設定している。
【００３６】
さらに、請求項６記載の発明では、請求項１、２、３、４または５記載の回動緩衝装置において、回動部材の回動開始を手動にて行い、回動部材を所定位置にもたらす手動モードと、回動部材の回動開始をモータの駆動にて行い、回動部材を所定位置にもたらす自動モードとを有する制御手段を設け、手動モード時に、回動部材が所定位置の手前で停止することを位置検知手段によって検出したとき、アシスト駆動を行わせている。さらに、請求項７記載の発明では、請求項６記載の回動緩衝装置において、手動モードと自動モードのいずれで動作しているかを判断する判別手段を設け、手動モードでの動作と判別したとき、アシスト駆動を可能にしている。
【００３８】
また、請求項８記載の回動緩衝装置付き洋式便器では、回動部材を便座とした請求項１から７のいずれか１項記載の回動緩衝装置を有している。さらに、請求項９記載の回動緩衝装置付き洋式便器では、回動部材を便蓋とした請求項１から７のいずれか１項記載の回動緩衝装置を有している。
【００３９】
また、請求項１０記載の回動緩衝装置付き洋式便器では、回動部材を便座とした請求項１から７いずれか１項記載の回動緩衝装置と、回動部材を便蓋とした請求項１から７いずれか１項記載の回動緩衝装置とを備えている。
【００４０】
本発明の回動緩衝装置は、回動部材が自重により回動するときに、その回動の勢いを緩衝部材が阻止する。そして、回動部材が所定位置の手前で停止すると、モータを駆動させたり、ブレーキ力をオフさせたりして、回動部材をアシスト駆動し、回動部材を所定位置までもたらす。
【００４１】
このため、洋式便器にこの回動緩衝装置を使用すると、例えば、便座や便蓋が手動にて閉じ始められたとき、仮に途中で止まってもモータ等で確実に全閉とすることができる。この結果、洋式便器に自動モードと手動モードを用意し、手動モードで動作させたときにも、確実に便座や便蓋が閉まることとなる。
【００４２】
以下、本発明の実施の形態の例を図面に基づいて詳細に説明する。そして、まず、本発明の第１の実施の形態を図１から図５に基づいて説明する。
【００４３】
図１および図２に、本発明の回動緩衝装置を洋式便器の便蓋および便座の自動開閉に適用した実施の形態を示す。この回動緩衝装置１０は、洋式便器に取り付けられるケーシング１２と、便蓋と共に回転する便蓋開閉軸１４と、便座と共に回転する便座開閉軸１６と、便蓋開閉軸１４が連結する便蓋アダプタ２０と、便座開閉軸１６が連結する開閉軸としての便座アダプタ１８と、便蓋アダプタ２０に取り付けられ緩衝部材となるねじりコイルばね２２と、便座アダプタ１８に取り付けられ緩衝部材となる第１ねじりコイルばね２４および第２ねじりコイルばね２６と、便蓋アダプタ２０に駆動力を伝達する便蓋駆動系２７と、便座アダプタ１８に駆動力を伝達する便座駆動系３３と、便蓋アダプタ２０に駆動力を与える便蓋用モータ４０と、便座アダプタ１８に駆動力を与える便座用モータ４２とから主に構成されている。
【００４４】
洋式便器、例えば、図７に示されるような外観形状を有する洋式便器には、回動部材となる便蓋と便座とが設けられている。便蓋と便座には、ほぼ同軸上に配置された支持軸が設けられており、この支持軸が便器に回転自在に支持されている。そして、便蓋と便座とは、各支持軸を中心に揺動することにより開閉される。具体的には、便蓋と便器とがほぼ水平になる全閉状態（図５の動作角度０度）と、この水平状態から９０度を超える角度を有して全開された開状態、具体的には図５の動作角度１００度の位置との間を往復回動することにより開閉される。
【００４５】
また、便座の側部には、便座の支持軸とほぼ同軸上に円筒形状の便座開閉軸１６が固着されている。一方、便蓋の側部には、便蓋の支持軸とほぼ同軸上に便座開閉軸１４が固着されている。この便蓋開閉軸１４は、便座開閉軸１６に回転自在に挿入されて、便座開閉軸１６の端部から突出されている。そして、これら開閉軸１４，１６は、ケーシング１２に挿入されている。
【００４６】
ここで、ケーシング１２の外部には取付腕１２ａが突出して設けられており、その先端部には取付孔１２ｂが形成されている。そして、この取付孔１２ｂを通したボルト等により取付腕１２ａが便器取付枠等に止着され、ケーシング１２が便器に対して固定される。なお、ケーシング１２は収納箱体１２ｃと蓋体１２ｄとにより構成されており、蓋体１２ｄが収納箱体１２ｃにボルト４４により止着されている。
【００４７】
一方、便座開閉軸１６の先端部は軸方向に沿って互いに平行な２つに平面部１６ａが形成されており、いわゆるダブルＤカットを構成して便座アダプタ１８にはめ込まれている。ここで、便座開閉軸１６と便座アダプタ１８とは、軸方向に摺動可動に嵌合されると共に回転方向には一体的に回転されるよう結合される。この便器アダプタ１８の一端部は、ケーシング１２の内部に形成されたほぼ円筒形状の支持部１２ｅに回転自在に支持されている。なお、便座開閉軸１６と便座アダプタ１８と便座の支持軸とにより、便座の回動軸が構成されている。
【００４８】
便座アダプタ１８の周囲には、第１ねじりコイルばね２４が隙間を設けられて嵌合されている。この第１ねじりコイルばね２４の一端部には止着端部（直線起こしの端末部分）２４ａが形成されており、便座アダプタ１８の止着孔１８ａに挿入されて止着されている。また、第１ねじりコイルばね２４の他端部には係合フック２４ｂが形成され、ケーシング１２の内部に設けられたばね止め突起１２ｇに係脱自在に係合されている。
【００４９】
また、第１ねじりコイルばね２４の周囲には、第２ねじりコイルばね２６が隙間を設けられて嵌合されている。この第２ねじりコイルばね２６の一端部には止着端部（ヒンジの端末部分）２６ａが形成されており、便座アダプタ１８の止着孔１８ｂに挿入されて止着されている。また、第２ねじりコイルばね２６の他端部には係合フック２６ｂが形成されて、ケーシング１２の内部に設けられたばね止め突起１２ｇに近接する他のばね止め突起１２ｈに係合されている。
【００５０】
ここで、第２ねじりコイルばね２６の内径は、第１ねじりコイルばね２４の外径よりも大きいものとされているので、第１ねじりコイルばね２４の周囲に第２ねじりコイルばね２６を接触することなく嵌合し、二重ばねの構造とすることができる。また、外側に位置する第２ねじりコイルばね２６の外径は、便座アダプタ１８の最大径とほぽ等しいものとされている。なお、便器と、便器取付枠と、ケーシング１２と、ばね止め突起１２ｇ，１２ｈとにより、本体部が構成されている。
【００５１】
そして、便座を開状態にしたときは、第１ねじりコイルばね２４と第２ねじりコイルばね２６の弾性力の蓄勢がほとんど行われず、便座を閉状態にしたときは蓄勢されるようにする。また、本実施の形態では、この蓄勢力は、便座を閉状態から開状態に回動するのに必要なトルクより小さいものとしている。このため、便座を閉状態にした場合は、この便座の自重により閉状態が維持される。
【００５２】
なお、第１ねじりコイルばね２４の止着端部２４ａを止着した止着孔１８ａと第２ねじりコイルばね２６の止着端部２６ａを止着した止着孔１８ｂとは、便座開閉軸１６を挟んでほぼ反対側に設けられていることが好ましい。
【００５３】
そして、便座アダプタ１８には歯車部１８ｃが形成されて、便座駆動系３３が連係されている。ここで、便座駆動系３３は、便座第１歯車３４と、便座第２歯車３６と、便座歯付きプーリ（ホイール）３８と、歯付き伝動ベルト（タイミングベルト）４６と、歯付き伝動ベルト（タイミングベルト）５０とにより構成されている。なお、本実施の形態ではホイールとタイミングベルトとの組み合わせとしているので、ベルトの滑りによる伝達のロスを極力防止することができる。ただし、歯を有しないベルトとプーリとの組み合わせであってもかまわない。
【００５４】
そして、便座アダプタ１８に隣接して、便座第１歯車３４が配設されている。この便座第１歯車３４は、同一の回転軸３４ａを有する小歯車部３４ｂと大歯車３４ｃとにより構成されている。この小歯車部３４ｂと便座アダプタ１８の歯車部１８ｃとが噛合されている。
【００５５】
さらに、便座第１歯車３４に隣接して、便座第２歯車３６が配設されている。この便座第２歯車３６は、同一の回転軸３６ａを有する歯車部３６ｂと歯付きプーリ（ホイール）部３６ｃとにより構成されている。そして、この歯車部３６ｂと便座第１歯車３４の大歯車部３４ｃとが噛合されている。
【００５６】
また、便座第２歯車３６に隣接して、便座歯付きプーリ３８が配設されている。この便座歯付きプーリ３８は、同一の回転軸３８ａを有する小歯付きプーリ（ホイール）部３８ｂと大歯付きプーリ（ホイール）部３８ｃとにより構成されている。そして、この小歯付きプーリ部３８ｂと便座第２歯車３６の歯付きプーリ部３６ｃとに歯付き伝動ベルト４６が掛け渡されている。
【００５７】
さらに、便座歯付きプーリ３８に隣接して、便座用モータ４２が配設されている。この便座用モータ４２の駆動軸４２ａには駆動歯付きプーリ（ホイール）４８が嵌合されており、この駆動歯付きプーリ４８と便座歯付きプーリ３８の大歯付きプーリ３８ｃとに歯付き伝動ベルト５０が掛け渡されている。
【００５８】
一方、便蓋開閉軸１４の先端部は軸方向に沿って互いに平行な２つの平面部１４ａが形成されており、いわゆるダブルＤカットを構成して便蓋アダプタ２０にはめ込まれている。ここで、便蓋開閉軸１４と便蓋アダプタ２０とは、軸方向には摺動可動に嵌合されると共に回転方向には一体的に回転されるよう結合される。なお、便蓋アダプタ２０の一端部は、便座アダプタ１８の一端部に回転自在に嵌合されている。また、他端部はケーシング１２の内部に形成されたほぼ円筒形状の支持部１２ｆに回転自在に支持されている。これにより、便蓋アダプタ２０と便座アダプタ１８との軸方向への摺動が制限される。なお、便蓋開閉軸１４と便蓋アダプタ２０と便蓋の支持軸とにより、便蓋の回動軸が構成されている。
【００５９】
そして、便蓋アダプタ２０の周囲には、ねじりコイルばね２２が嵌合されている。このねじりコイルばね２２の一端部２２ａは便蓋アダプタ２０に係合されており、他端部に係合フック２２ｂが形成されてケーシング１２の内部に設けられたばね止め突起１２ｉに係合されている。
【００６０】
そして、便蓋を開状態にしたときは、ねじりコイルばね２２の弾性力の蓄勢がほとんど行われず、便蓋を閉状態にしたときは、蓄勢されるようにする。また、本実施の形態では、この蓄勢力は、便蓋を閉状態から開状態に回動するのに必要なトルクより小さいものとしている。このため、便蓋を閉状態にした場合は、この便蓋の自重により閉状態が維持される。
【００６１】
ここで、便蓋アダプタ２０には歯車部２０ａが形成されており、便蓋駆動系２７が連係されている。この便蓋駆動系２７は、便蓋第１歯車２８と、便蓋第２歯車３０と、便蓋歯付きプーリ（ホイール）３２と、歯付き伝動ベルト（タイミングベルト）５２と、歯付き伝動ベルト（タイミングベルト）５６とにより構成されている。
【００６２】
そして、便蓋アダプタ２０に隣接して、便蓋第１歯車２８が配設されている。この便蓋第１歯車２８は、同一の回転軸２８ａを有する小歯車部２８ｂと大歯車部２８ｃとにより構成されている。この小歯車部２８ｂと便蓋アダプタ２０の歯車部２０ａとが噛合されている。
【００６３】
さらに、便蓋第１歯車２８に隣接して、便蓋第２歯車３０が配設されている。この便蓋第２歯車３０は、同一の回転軸３０ａを有する歯車部３０ｂと歯付きプーリ（ホイール）部３０ｃとにより構成されている。そして、この歯車部３０ｂと便蓋第１歯車２８の大歯車部２８ｃとが噛合されている。
【００６４】
また、便蓋第２歯車３０に隣接して、便蓋歯付きプーリ３２が配設されている。この便蓋歯付きプーリ３２は、同一の回転軸３２ａを有する小歯付きプーリ（ホイール）部３２ｂと大歯付きプーリ（ホイール）部３２ｃとにより構成されている。そして、この小歯付きプーリ部３２ｂと便蓋第２歯車３０の歯付きプーリ部３０ｃとに歯付き伝動ベルト５２が掛け渡されている。
【００６５】
さらに、便蓋歯付きプーリ３２に隣接して、便蓋用モータ４０が配設されている。この便蓋用モータ４０の駆動軸４０ａには駆動歯付きプーリ（ホイール）５４が嵌合されており、この駆動歯付きプーリ５４と便蓋歯付きプーリ３２の大歯付きプーリ３２ｃとに歯付き伝動ベルト５６が掛け渡されている。
【００６６】
そして、便座用モータ４２の駆動歯付きプーリ４８と便蓋用モータ４０の駆動歯付きプーリ５４とに近接して、回転検出基板５８が設けられている。そして、この便座用モータ４２と便蓋用モータ４０とは、図４に示す制御装置やスイッチにより駆動される。
【００６７】
この図４に示す制御回路は、図１３に示す従来の制御回路と基本的に同一であり、その動作も同一となっている。ただし、負荷となる回動部材である便蓋や便座の回動位置を検知する位置検知手段となる位置センサ６０が加えられていると共に、各スイッチＳ１，Ｓ２はすべて洋式便器を制御するマイコンで制御されるようになっている。そして、そのマイコンが、手動操作の手動モードかモータ駆動の自動モード化の判別を行うようになっている。なお、位置センサ６０は、ポテンショメータのような絶対位置を検出できるセンサとなっており、各回動軸と固定部材との間に設けられる。
【００６８】
なお、便蓋と便座とが開状態、すなわち、動作角度１００度の位置にあるときは、便座アダプタ１８に係合された第１ねじりコイルばね２４および第２ねじりコイルばね２６や便蓋アダプタ２０に係合されたねじりコイルばね２２が、全く付勢されていないか僅かにしか付勢されていない。例えば、本実施の形態では、図３に示すように、第１ねじりコイルばね２４は全く付勢されてなく（図中実線）、第２ねじりコイルばね２６は僅かに付勢されている（図中一点鎖線）。また、ねじりコイルばね２２は、図５に示すように、全開状態では、全く付勢されていない。
【００６９】
すなわち、第１ねじりコイルばね２４の止着端部２４ａが便座アダプタ１８の止着孔１８ａに係合されており、係合フック２４ｂとばね止め突起１２ｇとの係合が解除されている。また、第２ねじりコイルばね２６の止着端部２６ａは便座アダプタ１８の止着孔１８ｂに係合されており、この第２ねじりコイルばね２６が僅かに捻られて係合フック２６ｂがばね止め突起１２ｈに係合されている。
【００７０】
一方、この実施の形態における便蓋を駆動する各トルクは、図５に示すとおりとなっている。すなわち、便蓋用モータ４０の回動軸部分でのモータコキングトルクＴ２１は、約１２Ｋｇ．ｃｍで、便蓋にカバーを付けたときの回動トルクＴ２２が矢示Ｔ２２で示す実線曲線となり、最大（全閉位置）で３０Ｋｇ．ｃｍとなっている。そして、ねじりコイルばね２２の蓄勢力、すなわち、抵抗トルクＴ２４（矢示Ｔ２４で示す点線斜線）は、全閉位置で最大の約１６Ｋｇ．ｃｍとなり、９０度の位置で零となる傾斜直線、すなわち動作角度に反比例するものとなっている。このため、回動トルクＴ２２から抵抗トルクＴ２４を差し引いた差し引き回動トルクＴ２３は、図５の矢示Ｔ２３で示すような曲線となり、動作角度約６０度の所でモータコキングトルクＴ２１と交叉するものとなる。なお、便蓋用モータ４０の回動軸部分でのモータ出力トルクＴ２５は、約２２Ｋｇ．ｃｍとなっている。
【００７１】
このように、差引き回動トルクＴ２３は、モータ出力トルクＴ２５より常に小さいため、回動部材である便蓋がどの動作角度であっても便蓋用モータ４０によって動作させることができる。
【００７２】
なお、この実施の形態では、便蓋にカバーを取り付けずに動作させる場合があるが、そのときの回動トルクＴ２２′は矢示Ｔ２２′となり、その差し引き回動トルクＴ２３′は矢示Ｔ２３′となる。この差し引き回動トルクＴ２３′が図１４に示す差し引き回動トルクＴ１３と同様な曲線となり、動作角度で約１０度から約４５度の範囲のみがモータコキングトルクＴ２１を超える値となっている。よって、このカバー無し便蓋を手動モードにて動作させるときには、先に説明した途中停止が生じがちとなる。ただし、カバー有り便蓋でも手動時、手を離す位置によっては途中停止を生ずることがある。
【００７３】
この図５に示す各トルクの関係は、便蓋の場合であるが、便座の場合も基本的には同一となっている。すなわち、便座用モータ４２の回動軸部分でのモータ出力トルクは、便座の回動トルクから、第１ねじりコイルばね２４と第２ねじりコイルばね２６の合成力となる合計の抵抗トルクを差し引いた差し引き回動トルクより大きく設定され、便座がどの動作角度であっても、便座用モータ４２によって駆動できるようにされている。また、便座を確実に全閉できるように、便座の回動トルクと便座用モータ４２のモータ出力トルクの合計動作トルクを、モータコキングトルクと合計抵抗トルクとを合わせた合計緩衝トルクより大きくなるように設定している。そして、便座の差し引き回動トルクは、便蓋の差し引き回動トルクＴ２３と同様に、できる限りモータコキングトルクより大きくなるようにされている。
【００７４】
次に、以上のように構成された回動緩衝装置付き洋式便器の動作について説明する。
【００７５】
まず、自動モードで便座を閉状態にする場合は、使用者がスイッチを操作する。これにより、便座用のオンオフスイッチＳ２がオン状態になされると共に、便座用の正逆切替スイッチＳ１０が閉側に入れられ、便座用モータ４２が駆動され、駆動歯付きプーリ４８が回転される。そして、この駆動歯付きプーリ４８の回転が、便座歯付きプーリ３８の大歯付きプーリ部３８ｃにベルト５０により伝達されて便座歯付きプーリ３８を回転させる。この便座歯付きプーリ３８の回転が、便座歯付きプーリ３８の小歯付きプーリ部３８ｂから便座第２歯車３６の歯付きプーリ部３６ｃにベルト４６により伝達されて便座第２歯車３６を回転させる。続いて、この便座第２歯車３６の回転が、便座第２歯車３６の歯車部３６ｂから便座第１歯車３４の大歯車部３４ｃに伝達されて便座第１歯車３４を回転させる。さらに、便座第１歯車３４の回転が、便座第１歯車３４の小歯車部３４ｂから便座アダプタ１８の歯車部１８ｃに伝達されて便座アダプタ１８を回転させる。便座アダプタ１８の回転により、この便座アダプタ１８に嵌合された便座開閉軸１６が回転されて、便座が閉状態の方向に回動される。
【００７６】
そして、便座がほぼ垂直な状態よりも閉じられたときに、便座用のオンオフスイッチＳ２をオフ側に移動させ、便座用モータ４２を停止する。この停止時期は、自重による回動トルクによって便座が確実に閉状態となるポイントとしている。これにより、便座は各ねじりコイルばね２４，２６の蓄勢による抵抗トルクを受けながら自重により徐々に閉じる。このとき、図４に示す回路によって、便座用モータ４２の各電極端子同士が短絡することとなり、ブレーキ作動が生じ、より滑らかに閉じることとなる。なお、このブレーキ力を作用させず、各ねじりコイルばね２４，２６だけでソフトに動作させるようにしても良い。
【００７７】
本実施の形態では、便座が開状態で第２ねじりコイルばね２６の付勢が僅かになされており、便座が閉状態に変化するに伴って付勢力、すなわち、蓄勢による抵抗トルクが増大される。また、第１ねじりコイルばね２４の係合フック２４ｂは、便座が開状態であるときは、ばね止め突起１２ｇに係合されていない。しかし、便座アダプタ１８の回転に伴って第１ねじりコイルばね２４も回転されることにより、その係合フック２４ｂがばね止め突起１２ｇに係合される。この後は、第１ねじりコイルばね２４の付勢力と第２ねじりコイルばねの付勢力との合成力が、便座アダプタ１８に付勢されることになる。
【００７８】
そして、便座が閉状態になったとき、便座用の位置センサ６０により閉状態であることが検出される。このとき、便座の自重による回動トルクよりも第１ねじりコイルばね２４と第２ねじりコイルばね２６との合成力の方が小さいので、便座は閉状態に維持される。このため、便座用モータ４２や便座アダプタ１８等に、便座の開放を防止するストッパ等を設ける必要はない。なお、便蓋を閉状態に維持する力としては、回動トルクの他にモータコキングトルクも作用する。
【００７９】
一方、便座が閉状態のときは、便蓋を閉じることができる。すなわち、便蓋を閉状態にすべく使用者がスイッチを操作することにより、便蓋用のオンオフスイッチＳ２がオン状態となると共に便蓋用の正逆切替スイッチＳ１が閉側に入れられ、便蓋用モータ４０が駆動され、駆動歯付きプーリ５４が回転される。そして、この駆動歯付きプーリ５４の回転が、便蓋歯付きプーリ３２の大歯付きプーリ部３２ｃにベルト５６により伝達されて便蓋歯付きプーリ３２を回転させる。この便蓋歯付きプーリ３２の回転が、便蓋歯付きプーリ３２の小歯付きプーリ部３２ｂから便蓋第２歯車３０の歯付きプーリ部３０ｃにベルト５２により伝達されて便蓋第２歯車３０を回転させる。続いて、この便蓋第２歯車３０の回転が、便蓋第２歯車３０の歯車部３０ｂから便蓋第１歯車２８の大歯車部２８ｃに伝達されて便蓋第２歯車２８を回転させる。さらに、便蓋第１歯車２８の回転が、便蓋第１歯車２８の小歯車部２８ｂから便蓋アダプタ２０の歯車部２０ａに伝達されて便蓋アダプタ２０を回転させる。便蓋アダプタ２０の回転により、この便蓋アダプタ２０に嵌合された便蓋開閉軸１４が回転されて、便蓋が閉状態に回動される。なお、このときも、便座と同様に便蓋がほぼ垂直な状態よりも閉じられたときに便蓋のオンオフスイッチＳ２をオフ側に移動させ、便蓋用モータ４０を停止させる。そして、便蓋用モータ４０を短絡させブレーキ力を働かせている。
【００８０】
そして、便蓋が閉状態になったとき、便蓋用の位置センサ６０により閉状態であることが検出される。このとき、便蓋の自重による回動トルクよりもねじりコイルばね２２の蓄勢力の方が小さいので、便蓋は閉状態に維持される。このため、便蓋用モータ４０や便蓋アダプタ２０等に便蓋の開放を防止するストッパ等を設ける必要はない。なお、このときも便蓋用モータ４０のモータコキングトルクＴ２１が閉状態維持の力として作用する。
【００８１】
ところで、便座が開状態のときに、便蓋を閉状態にするようスイッチが操作された場合は、両モータ４０，４２が駆動されなかったり、また両モータ４０，４２が同時に駆動されたりする等の制御が行われることが好ましい。
【００８２】
また、閉状態にある便蓋を自動モードによって開状態にするには、同様にスイッチの操作を行う。これにより、便蓋用のオンオフスイッチＳ２がオンとなり、便蓋用の正逆切替スイッチＳ１が開側に入り、便蓋用モータ４０が便蓋を閉状態に回動する場合の回転と逆方向に回転される。そして、この回転が、便蓋歯付きプーリ３２と、便蓋第２歯車３０と、便蓋第１歯車２８とを介して、便蓋アダプタ２０に伝達される。この便蓋アダプタ２０の回転により便蓋開閉軸１４が回転されて、便蓋が開状態に回動される。
【００８３】
このとき、便蓋アダプタ２０に係合するねじりコイルばね２２の蓄勢力が便蓋を開放する方向に付勢しているので、便蓋を開放するために必要なトルクが減少される。このため、便蓋用モータ４０の負担を減少させることができる。そして、便蓋が開状態になったとき、便蓋用の位置センサ６０により開状態であることが検出されて、便蓋用モータ４０が停止される。このとき、便蓋はその重心位置が回動の境界点から開側に位置しているので、開状態が維持される。
【００８４】
一方、閉状態にある便座を開状態にするには、同様にスイッチの操作を行う。これにより、便座用のオンオフスイッチＳ２がオンとなり、便座用の正逆切替スイッチＳ１が開側に入り、便座用モータ４２が便座を閉状態に回動する場合の回転と逆方向に回転される。そして、この回転が、便座歯付きプーリ３８と、便座第２歯車３６と、便座第１歯車３４とを介して、便座アダプタ１８に伝達される。この便座アダプタ１８の回転により便座開閉軸１６が回転され、便座が開状態に回動される。
【００８５】
このとき、便座アダプタ１８に係合する第１ねじりコイルばね２４および第２ねじりコイルばね２６の蓄勢力が便座を開放する方向に付勢しているので、便座を開放するために必要なトルクが減少される。このため、便座用モータ４２の負担を減少させることができ、小型のモータにより駆動を行うことができるので、装置の小型軽量化を図ることができる。
【００８６】
そして、便座が開状態になる直前に、第１ねじりコイルばね２４の係合フック２４ｂのばね止め突起１２ｇへの係合が解除されて、第１ねじりコイルばね２４による付勢力がなくなる。その後、便座が開状態に達したとき、便座用の位置センサ６０により開状態であることが検出されて、便座用モータ４２が停止される。このとき、第２ねじりコイルばね２６は僅かに付勢力を有しており、しかも、便座はほぼ垂直な状態を通過して傾斜されているので、便座は開状態に維持される。
【００８７】
なお、便蓋が閉状態のときに便座を開状態にするようスイッチが操作された場合は、両モータ４０，４２が駆動されなかったり、また両モータ４０，４２が同時に駆動されたりする等の制御が行われることが好ましい。
【００８８】
以上のような自動モードの操作に加え、本実施の形態の洋式便器は、便座や便蓋を手動で操作する手動モードの設定が可能となっている。この手動モードは、自動モード駆動を希望しないときに使用されるもので、次のような動作がなされる。なお、停電時は、この手動モードと類似の動作が行われるが後述するモータ等によるアシスト駆動等は行われず全くのメカ的な動作となる。
【００８９】
便座や便蓋を手動モードで操作するときは、オンオフスイッチＳ２がオフの状態で動作させる。このため、マイコンは、オンオフスイッチＳ２がオフにもかかわらず位置センサ６０からの動作信号を受けることにより、手動モードで動作が始まったことを判別する。そして、便座や便蓋が全開位置より手動にて閉じ始められると、各モータ４０，４２は短絡状態のため、ブレーキ力が働き始める。なお、当初、オンオフスイッチＳ２をオンとオフの中間位置にする等して、自動モードの際のブレーキ力が働くポイントで同様にオフに接続し、ブレーキを働かせるようにしても良い。
【００９０】
一方、使用者は、便座や便蓋が僅かでも自由落下し始めるとその手を離すことが生じる。すなわち、動作角度が高い位置で手を離す場合がある。そうすると、落下速度に応じ、作用するモータ短絡によるブレーキ力が大きくなる。すなわち、手を離す位置の動作角度が大きいため、自重による落下速度が大きくなり、それに応じてブレーキ力も大きくなるのである。このため、全閉位置まで便座や便蓋が到達しない状態が生ずることがある。この現象は、図５に示す差し引き回動トルクＴ２３′のように、モータコキングトルクＴ２１より超える部分が僅かしかないものの場合、特に生じがちとなる。なお、この差し引き回動トルクＴ２３′のようなものの場合、動作角度が約４５度以上の所や１０度以下の所で何も勢いをつけずに手を離すと、モータコキングトルクＴ２１によりその回動が阻止され、そのまま停止してしまう現象も生ずる。
【００９１】
なお、図５に示す差し引き回動トルクＴ２３のようなトルクをもつ便座や便蓋を動作角度６０度当たりまで離さずにもっていき、その後、手を離すようにすれば、全閉位置へもたらされるようになっている。また、動作角度８０度付近で手を離す場合でも、閉側へ勢いをつけて離せば全閉へもたらされることもある。
【００９２】
このように、便座や便蓋が全閉まで行かない場合、オンオフスイッチＳ２をオフとオンの中間にし、ブレーキモードをオフとする。すると、差し引き回動トルクＴ２３を有する便座や便蓋は、そのトルクＴ２３によって回動し、全閉となる。よって、差し引き回動トルクＴ２３を有するように便座や便蓋の動きを設定した装置では、ブレーキモードをオフすることにより仮に全閉位置、すなわち所定位置の前で便座や便蓋が停止しても確実に全閉位置へもたらすことができる。このブレーキモードのオフを完全なオフではなく、ブレーキモードのオンとオフを繰り返すような制御としても良い。なお、ブレーキモードをオフする以外に、オンオフスイッチＳ２をオンにし、かつ正逆切替スイッチＳ１を閉側にすることによりモータ４０，４２を閉方向回転させ確実に全閉位置へ便座や便蓋をもたらすようにしても良い。
【００９３】
また、ブレーキ力を働かせない装置や、仮にブレーキ力を働かせる装置でも、差し引き回動トルクＴ２３′を有するような便座や便蓋を駆動させる場合は、上述のオンオフスイッチＳ２をオンにし、かつ正逆切替スイッチＳ１を閉側にしてモータ４０，４２を閉方向回転させる方式が好ましい。
【００９４】
本実施の形態では、便座アダプタ１８にねじりコイルばね２４と第２ねじりコイルばね２６とを二重にして嵌合した構造としたので、便座アダプタ１８を１本のねじりコイルばねで付勢する構造に比べて、ねじりコイルばねの全長を小さくすることができる。しかも、外側に位置する第２ねじりコイルばね２６の外径は、便座アダプタ１８の歯車部１８ｃの外径とほぼ等しいものとされている。このため、ケーシング１２の幅を小さくすることができ、回動緩衝装置１０の小型軽量化に貢献する。
【００９５】
例えば、表１に示すように、１本のねじりコイルばねによりトルク１９．６ｋｇ．ｃｍ（変位角５０度）を得るためには、ばね長２９．８ｍｍ、ばね径３０．７ｍｍとする必要がある（比較例）。これに対し、本実施の形態の第１ねじりコイルばね２４と第２ねじりコイルばね２６とにより同トルクを得るためには、ばね長２３．３ｍｍ、ばね径３１．３ｍｍとすればよい。したがって、本実施の形態によれば、１本のねじりコイルばねによる場合に比べ、比較例よりも線径を細くして尚かつばね径をほとんど拡大することなく、ばね長を約２２％程度短くできる。
【００９６】
【表１】
0003993258.tif 000002
【００９７】
また、本実施の形態によれば、第１ねじりコイルばね２４は便座が開状態になる前に付勢しなくなるので、各ねじりコイルばね２４，２６の付勢力を合成した付勢力は便座の開閉の角度に対して２段階に変化される。このため、便座の自重により便座開閉軸１６に作用する動作トルクは、ほぼ垂直な状態とほぼ水平な閉状態との間でサインカーブを描くのに対し、このサインカーブに近似した形状を描くよう付勢力を変化させることができる。したがって、便座を開閉するのに必要なトルクがほぼ一定のものとなり、便座用モータ４２の駆動力を大きく変化させることなく便座の開閉が行われる。このため、便座用モータ４２の劣化を防止し、長寿命化を図ることができる。
【００９８】
また、本実施の形態では、便座や便蓋の開閉軸１４，１６に各ねじりコイルばね２２，２４，２６を付勢させた構造としているので、手動による開閉をより小さい力で行うことができる。このため、例えば、子供や老人のように力の弱いものであっても、便座や便蓋の開閉を容易に行うことができるようになる。しかも、閉じる際には急激に閉じることはなく、便座に内蔵された発熱装置等を衝撃から確実に保護することができる。
【００９９】
また、各モータ４０，４２から負荷となる便座や便蓋までの機構を図６に示すような第２の実施の形態の構成としても良い。この第２の実施の形態では、減速機構中にフリクション機構６１を入れ、モータ４０，４２からの駆動力は負荷に伝えられるが、負荷からの力はモータ４０，４２に伝えないようにしている。このような機構の動作は第１の実施の形態と基本的に同一となるが、手動モード時のモータ４０，４２の短絡によるブレーキ力は作用しないものとなる。よって、各コイルばね２２，２４，２６の弾性力のみが緩衝トルクとして作用することとなる。また、この第２の実施の形態の場合、ブレーキ力が働かないので、自動モードでは、全開から全閉まですべてモータ４０，４２で便座や便蓋を駆動するようにするのが好ましい。
【０１００】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、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、各モータ４０，４２を自動モードで使用するのでなく、手動操作時のアシスト駆動だけに限定するようにしても良い。その場合、自動モードでの駆動はなくなる。また、位置センサ６０を動作角度の全位置を検出できるものとするもではなく、閉方向へ回動されたことの検出と、その検出をした時、動作角度が所定角度、例えば、３０度以下になったにもかかわらず、０度まで行かないのを検知してモータ４０，４２を動作させるようにしても良い。
【０１０１】
また、全閉にならないときに、各モータ４０，４２を駆動させる際、人の手が便座や便蓋と便器本体との間に挟まるのを防止するため、各モータ４０，４２を駆動させたとき、便座や便蓋の動きが全閉の前で止まり、それ以上動かなくなったことを位置センサ６０によって検出したときは、所定時間、例えば、１秒間を経過したら逆転させ、再度トライさせるようにするのが好ましい。なお、そのトライを所定回数行っても便座や便蓋が全閉位置に行かないときは、各モータ４０，４２を完全に停止させるか音等のアラーム表示をさせるようにするのが好ましい。
【０１０２】
また、自動モードで動作させたとき、途中から自重落下させたとき何等かの理由で途中停止が生じたときに、手動モード時と同様にモータ４０，４２によってアシスト駆動させるようにしても良い。さらには、各コイルばね２２，２４，２６を取り去り、モータ４０，４２のブレーキ力だけで、便座や便蓋の自重回動の勢いを阻止するようにしても良い。
【０１０３】
さらに、手動モード時、洋式便器内のマイコンによって、回動部材となる便座や便蓋の自重回動による到達位置を推定するようにし、このマイコン、すなわち位置推定手段によって回動部材が所定位置例えば全閉位置に到達しないと推定したとき、モータ４０，４２をアシスト駆動したり、ブレーキ力をオフとし、アシスト駆動するようにしても良い。この場合、回動部材の動作角度位置とその時点の回動部材の速度を位置センサ６０によって検出し、その各値からマイコンによって到達位置を推定するようにすれば、特に付加部材を必要とすることなく到達位置推定を行うことができる。
【０１０４】
なお、上述の実施の形態では、回動緩衝装置を洋式便器の便座および便蓋の開閉に適用した場合について説明したが、他の開閉蓋等の回動部材を回動させる装置に本発明を適用することができる。また、減速機構等の輪列機構を採用した場合、過負荷防止クラッチ、例えば図８に示すようなクラッチ７５を使用すると、過大な負荷によって輪列中の歯車等が損傷するような事故を防止でき、好ましいものとなる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および３記載の回動緩衝装置では、緩衝部材によって回動の勢いを阻止される回動部材を、手動操作しても確実に所定位置にもたらすことができる。さらに、請求項２記載の発明では、緩衝部材をバネ部材とし、かつブレーキ手段を設けているので、モータ駆動のようなモードがあるときにおいて、停電が生じても確実にソフトな動作を行わせることができる。加えて、請求項４記載の発明では、ブレーキ力を働かせるモータを回動部材の駆動に使用しているので、簡易な構成の回動緩衝装置とすることができる。
【０１０６】
また、請求項５記載の発明では、確実に所定位置へ回動部材をもたらすことができると共に、確実に回動部材を持ち上げることができるものとなる。
【０１０７】
加えて、請求項６記載の発明では、手動モードと自動モードとを設定できると共に、手動モード時に回動部材を確実に所定の位置にもたらすことができる。さらに、請求項７記載の発明では、手動モードと自動モードの判別を設けているので、手動モード時のアシスト駆動を確実に行わせることができる。
【０１０８】
また、請求項８および９記載の発明では、緩衝部材によって回動の勢いを阻止される便座や便蓋を手動操作しても確実に所定位置にもたらすことができる。しかも、請求項１０記載の発明では、便座も便蓋も共に手動操作時に確実に所定位置にもたらすことができ、高性能な洋式便器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を水平方向に切断した状態を示す横断面図である。
【図２】図１の回動緩衝装置のケーシングの蓋体を取り外した状態を示す側面図である。
【図３】図１の回動緩衝装置に使用される第１コイルバネと第２コイルバネのトルクを示すグラフである。
【図４】図１の回動緩衝装置の制御回路の構成を示す図である。
【図５】図１の回動緩衝装置のトルク特性を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の要部の構成を示す図である。
【図７】従来の洋式便器の斜視図である。
【図８】図７の要部構成説明図である。
【図９】図７の駆動力伝達部の説明図である。
【図１０】図７の電気回路図である。
【図１１】従来の便器開閉体駆動装置の駆動伝達系を表した原理的説明図である。
【図１２】図１１の駆動回路の構成を示す図である。
【図１３】図１１の他の駆動回路の構成を示す図である。
【図１４】従来の回動緩衝装置のトルク特性を示す図である。
【符号の説明】
１０  回動緩衝装置
１２  ケーシング（本体部）
１２ｇ  ばね止め突起（本体部）
１２ｈ  ばね止め突起（本体部）
１４  便蓋開閉軸（回動軸の一部）
１６  便座開閉軸（回動軸の一部）
１８  便座アダプタ（回動軸の一部）
２０  便蓋アダプタ（回動軸の一部）
２２  ねじりコイルバネ（緩衝部材）
２４  第１ねじりコイルバネ（緩衝部材）
２６  第２ねじりコイルバネ（緩衝部材）
４０  便蓋用モータ
４２  便座用モータ
６０  位置センサ（位置検知手段）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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