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JP3879395B2 - Toilet seat / toilet lid electric switchgear - Google Patents

Toilet seat / toilet lid electric switchgear Download PDF

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Publication number
JP3879395B2
JP3879395B2 JP2000381906A JP2000381906A JP3879395B2 JP 3879395 B2 JP3879395 B2 JP 3879395B2 JP 2000381906 A JP2000381906 A JP 2000381906A JP 2000381906 A JP2000381906 A JP 2000381906A JP 3879395 B2 JP3879395 B2 JP 3879395B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toilet seat
toilet
open position
toilet lid
lid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000381906A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002177166A (en
Inventor
良一 古閑
健実 ▲よし▼永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
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Publication of JP2002177166A publication Critical patent/JP2002177166A/en
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、便座および便蓋の電動開閉装置の開閉方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の便座および便蓋の電動開閉装置としては、実公平6−33916号公報に記載されているようなものがあった。これは便座あるいは便蓋の開位置あるいは閉位置を、原点とし、便蓋および便座のなす角度に応じて開閉駆動する速度を変更すること(特に開位置あるいは閉位置近くで低速に運動させること)で、なめらかに移動させるものであった。
【0003】
さらにこの原点位置を検出する方法が特開平10−57276号公報に記載されている。これは、開位置あるいは閉位置を検出するため、便座あるいは便蓋を回動させて便器あるいは水洗タンクに接触して停止したことを検出し、この位置を原点として開閉駆動する速度を変更することで、なめらかに移動させるものであった。
【0004】
また、開位置の近くあるいは閉位置の近くにホールICを配して、便座あるいは便蓋が近づいてくることを検知して、減速するものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、便座あるいは便蓋にカバーが取り付けられ慣性質量が変わった場合、あるいは、開閉駆動系の摺動抵抗が経年変化した場合など、便座・便蓋電動開閉装置の負荷が大幅に変化し、この変化に便座・便蓋電動開閉装置が追随できない場合があった。
【0006】
また、便座・便蓋電動開閉装置の駆動モータに十分なトルクの余裕がなく、十分な速度制御性を有さない場合、同一の減速パターンでは制御できない場合が生じていた。すなわち、ステッピングモータで駆動される場合は、駆動周波数により、回転数が一意的に定まり、駆動トルクが脱調トルク以内であれば、正確に所定の減速パターンにて減速動作をなし得るのに対し、通常の直流ブラシモータを用いた場合には、減速度は負荷とのバランスにて決まるため、便座あるいは便蓋の開位置、閉位置が正確に検出されても、所定の減速パターンで制御することはできなかった。
【0007】
また、駆動系のガタは経年変化とともに増大し、初期の制御パターンでは制御できなくなる場合も生ずる可能性があった。
【0008】
特に、便座あるいは便蓋は、一種の倒立振り子であり、いったん自立角度まで達するまでは、通常の負荷であるが、自立角度を越えると、自ら開位置へ移動する特性を有する負の負荷となり、開位置で、十分に減速させて静止させる上での不安定要素があった。
【0009】
さらに、便座あるいは便蓋は開動作時間として1秒から2秒前後で開位置に達する設定とされ、回転速度として、15rpmから25rpm程度の速度となり、慣性力が無視できなくなる。従って、開位置でスムーズに止めるためには、自立角度よりかなり手前の位置から、直流モータへの印加電圧を極力落とす必要があった。
【0010】
このような自立角度よりかなり手前の位置から、直流モータへの印加電圧を極力落とす制御方法をとった場合、自立角度をぎりぎり越えるような動作となり、不安定な要素の多い制御方法となる。
【0011】
自立角度をぎりぎりに越えるような動作をとる場合に、便座あるいは便蓋のカバーの有無などによる負荷の変動、便器が傾いて設置された場合などの、便座あいは便蓋の開角度と負荷との関係のずれ、便座・便蓋電動開閉ユニットの固体差などのバラツキにより、便座あるいは便蓋が開位置まで達さない不具合は、容易に発生しうる現象であった。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、便座及び/又は便蓋を開閉駆動する駆動手段と、前記便座及び又は便蓋の各々の角度検出手段と、前記便座及び又は便蓋の各々の開位置近くでの速度を検出し、当該検出速度を前記駆動手段の出力を補正しながら各々の目標速度範囲に制御する手段と、前記便座及び/又は便蓋が開位置に到達したか否かを判定する手段を有し、前記便座及び/又は便蓋が開位置に到達しなかったと判定された場合に、前記目
標速度範囲を変更する学習制御手段を有するものである。
【0013】
そして、この構成により、便座あるいは便蓋の負荷条件、便器の設置状態、開閉ユニットのバラツキあるいは、経年変化等に応じた、最適な目標速度範囲を設定することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、便座及び/又は便蓋を開閉駆動する駆動手段と、便座及び又は便蓋の各々の角度検出手段と、便座及び又は便蓋の各々の開位置近くでの速度を検出する手段と、便座及び/又は便蓋が開位置に到達したか否かを判定する手段と、前記開位置に到達したか否かの判定により目標速度範囲を変更する学習制御手段とを有し、便座及び/又は便蓋が開位置に到達しなかったと判定された場合に、目標速度範囲を高い側に変更し、前記駆動手段の出力を補正しながら検出された速度を目標速度範囲に制御するものである。
【0015】
便座あるいは便蓋の負荷が変化した場合など、この変化に対応して、便座あるいは便蓋の動きを制御する目標値となる、各々の目標速度範囲を、便座あるいは便蓋が開位置に達する、達さないを判定条件として、変更しうる構成としたため、大きな負荷変動などに対しても、便座あるいは便蓋の動きを安定して制御しうる。
【0016】
請求項2に記載の発明は、便座あるいは便蓋が開動作時に、開位置に達したことを判定する手段を、便座あるいは便蓋が充分に減速し停止したと判定された停止位置が、便座あるいは便蓋の開位置を含む近傍に設定した開位置領域に存在すれば、開位置に達していると判定する学習制御手段で構成したものである。
【0017】
開動作時に便座あるいは便蓋がほぼ停止した位置で、便座あるいは便蓋が開位置に達しているかいないかを判定するため、判断する時間を決定することができるとともに、開位置近傍に達しているかどうかを確実に判断することができる。
【0018】
請求項3に記載の発明は、便座あるいは便蓋が開動作時に、開位置に達しなかったことを判定する手段は、便座あるいは便蓋の開動作時の速度が負の値を示し、その絶対値が一定の値よりも大きくなった場合に、便座あるいは便蓋が開位置に達さなかったと判定する学習制御手段を有するものである。
【0019】
開動作時の負の方向の速度を検出して判断することにより、すばやく判定することができる。
【0020】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図1〜7を参照しながら説明する。
【0021】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の便座・便蓋電動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の外観図である。また図2は便座・便蓋電動開閉装置の駆動部構成図である。また図3は同装置の駆動制御部構成図、図4は同装置の動作特性説明図である。
【0022】
以下便座の電動開閉を主体に説明するが、便蓋の電動開閉についても同様である。
【0023】
図において、1は便器であり、便器1後方に洗浄水タンク2が固定され、便器1の上に衛生洗浄装置3が装備されている。衛生洗浄装置3には便座4および便蓋5を電動で開閉する便座・便蓋電動開閉装置6が組み込まれている。便座・便蓋電動開閉装置6は便座4
の駆動側に整流子モータを用いた直流モータ7と、ギア列を用いた減速機構により構成される動力伝達手段8と、動力伝達手段8の出力側に挿入されたポテンショメータよりなる角度検出手段9を有し、便蓋5の駆動側も同様に直流モータ27と、動力伝達手段28と、角度検出手段29を有している。
【0024】
電動開閉制御部10は、便座4側について説明すると、直流モータ7を制御するモータ駆動回路11と、このモータ駆動回路11への出力ポート12と、便座4の開き角度に対応した回転角度を検出する角度検出手段9からの信号を取り込む入力ポート13とを備えたマイコン14により制御されている。
【0025】
モータ駆動回路11はPWM制御によるモータ出力の制御と、直流モータ7の端子間を短絡させて回生電流による、ブレーキ制御機能を有する。
【0026】
そして、便座4を円滑に移動させるため、便座4の回転角度に対応して、直流モータ7の出力を変えた駆動領域GH、HAを設け、駆動領域GHはデューティー100%、駆動領域HAではデューティー60%で駆動している。さらに、開位置Cの手前に、直流モータ7の端子間を短絡させて回生ブレーキを作用させて、便座4を減速させるブレーキ領域ACを設けている。
【0027】
ブレーキ領域ACには速度評価点Bを設け、角度検出手段9からの信号をマイコン14でサンプリングすることにより角速度を演算する角速度演算手段15を設けている。
【0028】
速度評価点Bでは、5段階の目標速度範囲V1、V2、V3、V4、V5が設けてある。V1が最も低いレベルの設定であり、目標速度範囲の初期値となる。
【0029】
次に動作・作用について説明すると、マイコン14に開信号が入ると、所定のルーチンで直流モータ7に電圧を印加し便座4を開方向に駆動する。便座4は回転角度により、複数の出力レベルで駆動される。本実施例では、回転角度が50度までは、100%のデュティーで駆動され、回転角度が50度を超えると、60%のデュティーで駆動され,さらに、回転角度が増加し70度に達すると、ブレーキ領域ACに至り、直流モータ7への電圧印加は停止し、直流モータ7の端子間を短絡させ回生ブレーキ作用を発生させるブレーキモードで減速運転し、開位置に至る。
【0030】
次に学習制御過程について説明する。まず便座4の同一の開位置に対して、複数の目標速度範囲が必要な理由について図5を用いて説明する。
【0031】
便座4に便座カバー等の負荷が発生したり、便器1が、前下がりで設置された場合など、便座4の負荷が大きくなると、ブレーキの効き方に影響が生ずる。便座4は一種の倒立振り子であり、開位置近くの中立点を越えるまでは、開位置側へ駆動する速度が必要であり、中立点を越えると自重で開位置に近づく力が発生する。この中立点に対応する便座4の回転角度は、便座4の重心が駆動軸に対して前方に位置しているため、便座4の開位置における回転角度が115度の場合、便座4の中立位置における回転角度が110度程度とかなり開位置側に偏った位置になる場合もある。従って、便座4にカバー等の負荷が付加された場合、この負荷の影響は減速側すなわちブレーキが効く側に作用するため、ブレーキの開始位置を通常の位置であるAmよりAoに開位置側にずらし、かつ目標速度範囲を通常のV3よりV5に高めることが、開位置で便座4をスムーズに停止させるためには必要である。
【0032】
また、便器1が前上がりに設置されたり、あるいは便座4自体の重さが軽かった場合など、便座4の駆動負荷が軽い場合、この負荷が軽くなった影響は加速側すなわちブレーキ
が効かない側に作用するため、ブレーキの開始位置を通常の位置であるAmよりAuに開位置側より遠ざける側にずらし、かつ目標速度範囲を通常のV3からV1に下げることが、便座4を開位置にスムーズに停止させるために必要である。
【0033】
従ってこのような負荷のバラツキに対応するため、また駆動系の駆動力のバラツキに対応するために、目標速度範囲として2レベル以上、多段の目標速度範囲を設定し、この目標速度範囲に合うようにブレーキ開始位置を設定するものである。
【0034】
この目標速度範囲は、便座4の負荷の状況あるいは、便器の設置状態などにより変わるため予め判定することはできない。そこで、目標速度範囲を低いレベルからスタートさせて、この目標速度範囲に入るように便座4の速度を制御し、便座4が開位置に達さないときは、その目標速度が低いと判定し、徐々にこの目標速度範囲を高い側にシフトさせていき、便座4が開位置に達する目標速度範囲を、最適目標速度範囲として設定するものである。
【0035】
次に目標速度範囲およびブレーキ開始位置の具体的な設定方法について図4を用いて述べる。まず目標速度範囲は最も低いレベルのV1を初期値とする。便座4の速度を目標速度範囲V1に制御するためのブレーキ開始位置の決定は、便座4の速度が目標速度範囲V1よりも高い側となる、ブレーキ開始位置aよりスタートする。そして、便座4の速度と、目標速度範囲V1との偏差より、次回のブレーキ開始位置bの値を決定する。この操作を順次繰り返し、目標速度範囲V1に到達するようなブレーキ開始位置dを決定する。
【0036】
ブレーキ開始位置の補正量は目標速度範囲のとの偏差に応じて決めるため、便座4の速度評価点Bにおける速度が目標速度に近づいたときは、ブレーキ開始位置の補正量は小さくなり、目標速度範囲をオバーシュートすることはない。
【0037】
次に、便座4に負荷が発生した場合の動作について図6を用いて説明する。
【0038】
目標速度範囲V1は便座4の負荷がもっとも低い状態等を想定した場合の目標速度範囲設定となっており、この負荷条件で、開位置に十分に減速した状態で達するような値に設定されている。
【0039】
ところが、便座カバー等の負荷が発生したり、便器1が、前下がりで設置された場合など、便座4の負荷が大きくなると、先に説明したように、この負荷の影響は減速側すなわちブレーキが効く側に作用し、目標速度範囲が先に説明したV1の設定では、開位置に達するまでの減速が大きすぎて、開位置まで達さなくなる。
【0040】
便座4の負荷が大きくなった状態で、便座4の開閉運転をし、便座4が開位置に達さなくなったと判定された場合、目標速度範囲V1を1レベル高い側にシフトしてV2とし、この目標速度範囲V2の設定でブレーキ開始位置をaから開位置側bに戻して、便座4の目標速度範囲V2に達するようにブレーキ開始位置cを決定する操作を開始する。
【0041】
目標速度範囲V2においても、開位置に達さなかったと判定された場合には、目標速度範囲をV3にさらに1レベル高い側にシフトし同様のシーケンスを繰り返す。
【0042】
この一連の目標速度範囲を学習するシーケンスにより、便座4が通常の設置条件の場合、カバー等の負荷がついた場合など各々の場合に対応して、便座4の最適な目標速度範囲が定まり、この目標速度範囲に便座4が制御されるため、便座4をスムーズに開位置に停止させることができる。
【0043】
目標速度範囲の上限値については、便座の負荷および便器1の設置条件などにより想定される上限値で設定する。
【0044】
目標速度範囲をV1からV2にシフトする場合のブレーキ開始位置の補正量について、図6を用いて説明する。目標速度範囲V1の設定で、ブレーキ開始位置を制御していく過程で、ブレーキ開始位置がaで便座4が立たないと判定された場合、次回の操作時に目標速度範囲設定をV1からV2に1レベル高い側にシフトするとともに、ブレーキ開始位置を目標速度範囲がV2のレベル以上を満足するような速度となる、例えばbの位置に設定するものである。
【0045】
ブレーキ開始位置を目標速度範囲がV2のレベル以上を満足するような速度となるように設定する理由は、ブレーキ開始位置の補正量が上記の条件を満たさず、少なかった場合には、目標速度範囲がV2のレベルを満足させるブレーキ開始位置を見出せないからである。また、このブレーキの開始位置を、速度が高くなる側に設定しすぎた場合には、目標速度V2を満足させるブレーキ位置は見出せるものの、この値を見出すまでの試行回数が増加する。従って、目標速度範囲を1レベル高い側にシフトする場合には、ブレーキ開始位置の補正量はこの速度範囲のシフト量に相当するブレーキ開始位置の補正量よりやや大きい程度が望ましい。
【0046】
本発明の第2の実施例を図7を用いて説明する。本実施例においてブレーキ開始位置は所定の位置に固定し、モータ駆動回路11は、便座4のブレーキ領域で、直流モータ7に逆に電圧をかけ、この電圧をPWM制御で逆に印加するデューティを調整することにより、ブレーキの効き方を調整可能としている。
【0047】
目標速度範囲の設定は最も低いレベルのV1を初期値とする。便座4の速度を目標速度範囲V1に制御するためのブレーキレベルの設定は、便座4の速度が目標速度範囲V1よりも高い側の、ブレーキレベルaよりスタートする。そして、便座4の速度と、目標速度範囲V1との偏差より、次回のブレーキレベルbのデューティを決定する。この操作を順次繰り返し、目標速度範囲V1に到達するようなブレーキレベルcを決定する。
【0048】
この実施例では、便座4の負荷の変動に対応して、ブレーキの効き方を直接変化させるため、ブレーキかけ始めから停止までの時間が一様に制御でき、便座4をスムーズに停止させることができる。
【0049】
本発明の第3および第4の実施例で、便座4あるいは便蓋5が開位置に達したかどうかの判定手段について述べる。
【0050】
便座4の開位置に達したかどうかの判定と便蓋5が開位置に達したかの判定は、ほぼ同一の手段で判定するため、ここでは便座4の判定手段について説明する。
【0051】
第3の実施例では、便座4が開位置に達したかどうかの判定手段は、便座4の角度検出手段9と、便座4を開動作させた時の速度を検出する角速度演算手段15と、便座4の速度と速度より、便座が開位置にあるかどうかを判定するマイコン14とからなる。便座4を、開動作させた時、便座4の速度が十分に小さくなった時に、便座4が停止したと判定し、この時の角度が、開位置を含む近傍に設定した開位置領域、例えば開位置より便座4の開角度で5度以内に達している場合に開位置に達していると判定するのものである。
【0052】
便座4が開動作時に、速度が充分に減速して時に、便座4が停止したと判定するため、便座4が開位置に達したことを判定する時間が特定でき、便座4がほぼ停止した位置で、開位置に達しているかどうかを判定するため、便座4が開位置近傍に達しているかどうか
確実に判断することができる。
【0053】
第4の実施例では、便座4の開位置に達っさなかったの判定手段は、第3の実施例と同一である。便座4を開動作させ、便座4の速度が負側(便座4が閉位置側に動く)となり、この値が所定値を超えた場合に、便座4が立たなかったと判定するものである。
【0054】
本実施例では、便座4が開動作時に、逆に動く動作すなわち閉方向に動く速度を検出し、この速度が所低値を超えた場合に便座4が立たなかったと判定するもので、便座4が自立せず、閉止側に倒れてくる動作を検出して、便座4が開位置に到達しないことを判定するもので、便座4が停止するのを待たずに、すばやく便座が開位置に達さないと判定することができる。
【0055】
各実施例では、駆動手段として、直流モータを使用して説明したが、これに限定されるものではない。例えば、駆動手段を交流モータとした場合、インバータ制御をすると本発明を実施することができる。また、ステッピングモータを駆動手段として同様の制御を行い、便座・便蓋のスムーズな開閉を実現することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、学習制御させることにより、便座および便蓋の重量のバラツキ、取り付けのバラツキなどに応じて、便座および便蓋をスムーズに停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例1における便座・便蓋電動開閉装置を搭載した衛生洗浄装置の外観図
【図2】 本発明の実施例1における便座・便蓋電動開閉装置の駆動部構成図
【図3】 本発明の実施例1における便座・便蓋電動開閉装置の駆動制御部構成図
【図4】 本発明の実施例1における便座・便蓋電動開閉装置の動作説明図
【図5】 本発明の実施例1における便座・便蓋電動開閉装置の動作説明図
【図6】 本発明の実施例1における便座・便蓋電動開閉装置の動作特性説明図
【図7】 本発明の実施例2における便座・便蓋電動開閉装置の動作特性説明図
【符号の説明】
4 便座
5 便蓋
6 便座・便蓋電動開閉装置
7、27 直流モータ(駆動手段)
8、28 動力伝達手段
9、29 角度検出手段
10 電動開閉制御部(学習制御手段)
11 モータ駆動回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for opening and closing an electric opening and closing device for a toilet seat and a toilet lid.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this kind of toilet seat and toilet lid electric opening and closing device has been described in Japanese Utility Model Publication No. 6-33916. This is based on the open or closed position of the toilet seat or toilet lid as the origin, and the opening / closing drive speed is changed according to the angle formed by the toilet lid and toilet seat (especially when moving slowly at the open or closed position) And it moved smoothly.
[0003]
Further, a method for detecting the origin position is described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-57276. In order to detect the open or closed position, the toilet seat or the toilet lid is rotated to detect that it has stopped in contact with the toilet bowl or flush tank, and the opening / closing drive speed is changed with this position as the origin. And it moved smoothly.
[0004]
In addition, a Hall IC is arranged near the open position or close position to detect that the toilet seat or toilet lid is approaching and decelerate.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional configuration described above, the load on the toilet seat / toilet lid electric opening / closing device is reduced, for example, when the cover is attached to the toilet seat or the toilet lid and the inertial mass changes, or when the sliding resistance of the opening / closing drive system changes over time. There was a case where the toilet seat / toilet lid electric switchgear could not follow the change.
[0006]
Further, when the drive motor of the toilet seat / toilet lid electric opening / closing device does not have a sufficient torque margin and does not have sufficient speed controllability, the same deceleration pattern cannot be controlled. That is, when driven by a stepping motor, the number of rotations is uniquely determined by the drive frequency, and if the drive torque is within the step-out torque, the deceleration operation can be accurately performed with a predetermined deceleration pattern. When a normal DC brush motor is used, the deceleration is determined by the balance with the load. Therefore, even if the open or closed position of the toilet seat or toilet lid is accurately detected, control is performed with a predetermined deceleration pattern. I couldn't.
[0007]
Further, the backlash of the drive system increases with aging, and there is a possibility that control may not be possible with the initial control pattern.
[0008]
In particular, the toilet seat or toilet lid is a kind of inverted pendulum and is a normal load until it reaches the self-supporting angle, but when it exceeds the self-supporting angle, it becomes a negative load that has the property of moving to the open position by itself, In the open position, there was an unstable factor in making the vehicle fully decelerated and stationary.
[0009]
Further, the toilet seat or toilet lid is set to reach the open position in about 1 to 2 seconds as the opening operation time, and the rotational speed is about 15 to 25 rpm, and the inertial force cannot be ignored. Therefore, in order to stop smoothly at the open position, it is necessary to reduce the voltage applied to the DC motor as much as possible from a position considerably before the self-standing angle.
[0010]
When a control method is adopted in which the voltage applied to the DC motor is reduced as much as possible from a position substantially before the self-supporting angle, the control method is such that the self-supporting angle is exceeded, resulting in a control method with many unstable elements.
[0011]
When taking actions that exceed the self-supporting angle, the load on the toilet seat, such as when there is a toilet seat or toilet lid cover, or when the toilet is installed tilted, is the opening angle and load of the toilet lid. The problem that the toilet seat or the toilet lid does not reach the open position due to the difference in the relationship between the toilet seat and the toilet lid electric opening / closing unit varies depending on the situation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described conventional problems, drive means for opening and closing the toilet seat and / or toilet lid, angle detection means for each of the toilet seat and / or toilet lid, and near the open position of each of the toilet seat and / or toilet lid And detecting whether or not the toilet seat and / or toilet lid has reached the open position, and means for controlling the detected speed to each target speed range while correcting the output of the driving means And a learning control means for changing the target speed range when it is determined that the toilet seat and / or the toilet lid has not reached the open position.
[0013]
With this configuration, it is possible to set an optimal target speed range according to the load condition of the toilet seat or the toilet lid, the installation state of the toilet, the variation of the opening / closing unit, the secular change, and the like.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, the driving means for opening and closing the toilet seat and / or the toilet lid, the angle detecting means for each of the toilet seat and / or the toilet lid, and the speed near the open position of each of the toilet seat and / or the toilet lid Detecting means for determining whether the toilet seat and / or the toilet lid has reached the open position, and learning control means for changing the target speed range by determining whether the open position has been reached. And when it is determined that the toilet seat and / or the toilet lid has not reached the open position, the target speed range is changed to a higher side, and the detected speed is corrected while correcting the output of the driving means. To control .
[0015]
In response to this change, such as when the load on the toilet seat or toilet lid changes, the target speed range, which is the target value for controlling movement of the toilet seat or toilet lid, reaches the open position of the toilet seat or toilet lid. Since it is possible to change the determination condition as not to reach, it is possible to stably control the movement of the toilet seat or the toilet lid even with a large load fluctuation.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, the means for determining that the toilet seat or the toilet lid has reached the open position when the toilet seat or the toilet lid is opened is the stop position where the toilet seat or the toilet lid is determined to have been sufficiently decelerated and stopped. Or it is comprised by the learning control means which determines with having reached the open position if it exists in the open position area | region set to the vicinity including the open position of a toilet lid.
[0017]
In order to determine whether the toilet seat or toilet lid has reached the open position at the position where the toilet seat or toilet lid has almost stopped during the opening operation, it is possible to determine the time to be determined and whether the toilet seat or toilet lid has reached the vicinity of the open position It is possible to reliably determine whether.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, the means for determining that the toilet seat or the toilet lid has not reached the open position when the toilet seat or the toilet lid is opened indicates that the speed when the toilet seat or the toilet lid is opened exhibits a negative value. Learning control means for determining that the toilet seat or toilet lid has not reached the open position when the value becomes larger than a certain value is provided.
[0019]
By detecting and determining the speed in the negative direction during the opening operation, it can be quickly determined.
[0020]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0021]
Example 1
FIG. 1 is an external view of a sanitary washing device equipped with the toilet seat / toilet lid electric opening / closing device of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of the drive unit of the toilet seat / toilet lid electric opening / closing device. 3 is a configuration diagram of a drive control unit of the apparatus, and FIG. 4 is an explanatory diagram of operation characteristics of the apparatus.
[0022]
The following description focuses on the electric opening and closing of the toilet seat, but the same applies to the electric opening and closing of the toilet lid.
[0023]
In the figure, reference numeral 1 denotes a toilet, a washing water tank 2 is fixed behind the toilet 1 and a sanitary washing device 3 is mounted on the toilet 1. The sanitary washing device 3 incorporates a toilet seat / toilet lid electric opening / closing device 6 that electrically opens and closes the toilet seat 4 and the toilet lid 5. Toilet seat / toilet lid electric switchgear 6
An angle detection means 9 comprising a DC motor 7 using a commutator motor on the drive side of the motor, a power transmission means 8 comprising a speed reduction mechanism using a gear train, and a potentiometer inserted on the output side of the power transmission means 8. Similarly, the driving side of the toilet lid 5 also has a DC motor 27, a power transmission means 28, and an angle detection means 29.
[0024]
The electric opening / closing control unit 10 will explain the toilet seat 4 side. The motor driving circuit 11 that controls the DC motor 7, the output port 12 to the motor driving circuit 11, and the rotation angle corresponding to the opening angle of the toilet seat 4 are detected. It is controlled by a microcomputer 14 having an input port 13 for taking in a signal from the angle detection means 9.
[0025]
The motor drive circuit 11 has a motor output control by PWM control and a brake control function using a regenerative current by short-circuiting the terminals of the DC motor 7.
[0026]
In order to move the toilet seat 4 smoothly, drive areas GH and HA in which the output of the DC motor 7 is changed are provided corresponding to the rotation angle of the toilet seat 4. The drive area GH has a duty of 100% and the drive area HA has a duty. It is driven at 60%. Further, before the open position C, a brake region AC is provided in which the terminals of the DC motor 7 are short-circuited and a regenerative brake is applied to decelerate the toilet seat 4.
[0027]
A speed evaluation point B is provided in the brake area AC, and an angular speed calculating means 15 for calculating an angular speed by sampling a signal from the angle detecting means 9 by the microcomputer 14 is provided.
[0028]
At the speed evaluation point B, five stages of target speed ranges V1, V2, V3, V4, and V5 are provided. V1 is the lowest level setting and is the initial value of the target speed range.
[0029]
Next, the operation and action will be described. When an open signal is input to the microcomputer 14, a voltage is applied to the DC motor 7 in a predetermined routine to drive the toilet seat 4 in the opening direction. The toilet seat 4 is driven at a plurality of output levels depending on the rotation angle. In this embodiment, when the rotation angle is up to 50 degrees, it is driven with a duty of 100%. When the rotation angle exceeds 50 degrees, it is driven with a duty of 60%, and further, when the rotation angle increases and reaches 70 degrees. Then, the brake area AC is reached, the voltage application to the DC motor 7 is stopped, the terminals of the DC motor 7 are short-circuited, and the operation is decelerated in the brake mode in which the regenerative braking action is generated, and the open position is reached.
[0030]
Next, the learning control process will be described. First, the reason why a plurality of target speed ranges are required for the same open position of the toilet seat 4 will be described with reference to FIG.
[0031]
If the load on the toilet seat 4 is increased, such as when a load such as a toilet seat cover is generated on the toilet seat 4 or the toilet 1 is installed in a front-down position, the way the brakes work is affected. The toilet seat 4 is a kind of inverted pendulum, and requires a speed to drive toward the open position until the neutral point near the open position is exceeded. When the neutral point is exceeded, a force that approaches the open position is generated by its own weight. The rotation angle of the toilet seat 4 corresponding to this neutral point is the neutral position of the toilet seat 4 when the rotation angle at the open position of the toilet seat 4 is 115 degrees because the center of gravity of the toilet seat 4 is located forward with respect to the drive shaft. In some cases, the rotation angle at the position is slightly deviated to the open position side of about 110 degrees. Therefore, when a load such as a cover is applied to the toilet seat 4, the influence of this load acts on the deceleration side, that is, on the side where the brake is effective. Therefore, the brake start position is moved from the normal position Am to Ao to the open position side. It is necessary to shift and raise the target speed range from V3 to V5 in order to smoothly stop the toilet seat 4 in the open position.
[0032]
Also, when the toilet seat 4 is lightly loaded, such as when the toilet bowl 1 is installed in a front-up position or when the toilet seat 4 itself is light, the effect of the lightening of the load is the acceleration side, that is, the side where the brake does not work. Therefore, shifting the brake start position from the normal position Am away from the open position side to Au and lowering the target speed range from the normal V3 to V1 makes the toilet seat 4 smoothly in the open position. Is necessary to stop.
[0033]
Therefore, in order to cope with such a variation in load and a variation in driving force of the drive system, a target speed range of two or more levels is set as a target speed range so that the target speed range is met. To set the brake start position.
[0034]
This target speed range cannot be determined in advance because it changes depending on the load state of the toilet seat 4 or the installation state of the toilet. Therefore, the target speed range is started from a low level, the speed of the toilet seat 4 is controlled so as to enter the target speed range, and when the toilet seat 4 does not reach the open position, it is determined that the target speed is low, The target speed range is gradually shifted to the higher side, and the target speed range where the toilet seat 4 reaches the open position is set as the optimum target speed range.
[0035]
Next, a specific method for setting the target speed range and the brake start position will be described with reference to FIG. First, the lowest target level V1 is set to the initial value V1. The determination of the brake start position for controlling the speed of the toilet seat 4 to the target speed range V1 starts from the brake start position a where the speed of the toilet seat 4 is higher than the target speed range V1. Then, the value of the next brake start position b is determined from the deviation between the speed of the toilet seat 4 and the target speed range V1. This operation is sequentially repeated to determine a brake start position d that reaches the target speed range V1.
[0036]
Since the correction amount of the brake start position is determined according to the deviation from the target speed range, when the speed at the speed evaluation point B of the toilet seat 4 approaches the target speed, the correction amount of the brake start position becomes small and the target speed Never overshoot the range.
[0037]
Next, the operation when a load is generated on the toilet seat 4 will be described with reference to FIG.
[0038]
The target speed range V1 is a target speed range setting assuming that the load on the toilet seat 4 is the lowest, and is set to a value that reaches the open position in a sufficiently decelerated state under this load condition. Yes.
[0039]
However, when the load on the toilet seat 4 is increased, such as when a load on the toilet seat cover or the like is generated, or when the toilet 1 is installed with the front lowered, as described above, the influence of this load is caused by the deceleration side, that is, the brake. In the setting of V1 that acts on the effective side and the target speed range described above, the deceleration until reaching the open position is too large and does not reach the open position.
[0040]
When the toilet seat 4 is opened and closed with the load on the toilet seat 4 increased, and it is determined that the toilet seat 4 does not reach the open position, the target speed range V1 is shifted to one level higher to V2, By setting the target speed range V2, the brake start position is returned from a to the open position side b, and an operation for determining the brake start position c so as to reach the target speed range V2 of the toilet seat 4 is started.
[0041]
In the target speed range V2, if it is determined that the open position has not been reached, the target speed range is further shifted to V3 by one level and the same sequence is repeated.
[0042]
According to this sequence of learning the target speed range, the optimal target speed range of the toilet seat 4 is determined in accordance with each case such as when the toilet seat 4 is in a normal installation condition or when a load such as a cover is applied, Since the toilet seat 4 is controlled within this target speed range, the toilet seat 4 can be smoothly stopped at the open position.
[0043]
The upper limit value of the target speed range is set at an upper limit value that is assumed depending on the load on the toilet seat and the installation conditions of the toilet 1.
[0044]
The correction amount of the brake start position when the target speed range is shifted from V1 to V2 will be described with reference to FIG. In the process of controlling the brake start position with the setting of the target speed range V1, when it is determined that the brake start position is a and the toilet seat 4 does not stand, the target speed range setting is changed from V1 to V2 at the next operation. While shifting to a higher level, the brake start position is set at a position where the target speed range satisfies the level V2 or higher, for example, at the position b.
[0045]
The reason for setting the brake start position so that the target speed range satisfies the level of V2 or higher is that the correction amount of the brake start position does not satisfy the above condition and is small, the target speed range This is because the brake start position that satisfies the level of V2 cannot be found. If the brake start position is set too high, the brake position that satisfies the target speed V2 can be found, but the number of trials until this value is found increases. Accordingly, when the target speed range is shifted to the higher level, it is desirable that the correction amount of the brake start position is slightly larger than the correction amount of the brake start position corresponding to the shift amount of this speed range.
[0046]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the brake start position is fixed at a predetermined position, and the motor drive circuit 11 applies a voltage to the DC motor 7 in the brake region of the toilet seat 4 and applies this voltage to the reverse by PWM control. By adjusting it, it is possible to adjust how the brake works.
[0047]
In setting the target speed range, the lowest level V1 is set as the initial value. The setting of the brake level for controlling the speed of the toilet seat 4 to the target speed range V1 starts from the brake level a on the side where the speed of the toilet seat 4 is higher than the target speed range V1. Then, the duty of the next brake level b is determined from the deviation between the speed of the toilet seat 4 and the target speed range V1. This operation is sequentially repeated to determine a brake level c that reaches the target speed range V1.
[0048]
In this embodiment, since the braking effectiveness is directly changed in response to fluctuations in the load on the toilet seat 4, the time from the start of braking to the stop can be controlled uniformly, and the toilet seat 4 can be smoothly stopped. it can.
[0049]
In the third and fourth embodiments of the present invention, determination means for determining whether the toilet seat 4 or the toilet lid 5 has reached the open position will be described.
[0050]
The determination of whether or not the toilet seat 4 has reached the open position and the determination of whether or not the toilet lid 5 has reached the open position are performed by substantially the same means.
[0051]
In the third embodiment, the determination means for determining whether the toilet seat 4 has reached the open position includes an angle detection means 9 for the toilet seat 4, an angular velocity calculation means 15 for detecting the speed when the toilet seat 4 is opened, The microcomputer 14 determines whether the toilet seat is in the open position based on the speed of the toilet seat 4 and the speed. When the toilet seat 4 is opened, when the speed of the toilet seat 4 becomes sufficiently small, it is determined that the toilet seat 4 has stopped, and the angle at this time is set to an open position region set in the vicinity including the open position, for example, When the opening angle of the toilet seat 4 is within 5 degrees from the opening position, it is determined that the opening position has been reached.
[0052]
Since it is determined that the toilet seat 4 has stopped when the speed is sufficiently reduced when the toilet seat 4 is opened, it is possible to specify the time for determining that the toilet seat 4 has reached the open position, and the position at which the toilet seat 4 has almost stopped. Thus, since it is determined whether or not the open position has been reached, it can be reliably determined whether or not the toilet seat 4 has reached the vicinity of the open position.
[0053]
In the fourth embodiment, the means for determining that the open position of the toilet seat 4 has not been reached is the same as in the third embodiment. When the toilet seat 4 is opened, the speed of the toilet seat 4 becomes negative (the toilet seat 4 moves toward the closed position), and when this value exceeds a predetermined value, it is determined that the toilet seat 4 has not stood.
[0054]
In the present embodiment, when the toilet seat 4 is opened, the reverse movement, that is, the speed of moving in the closing direction is detected, and it is determined that the toilet seat 4 has not stood when this speed exceeds the low value. Detects that the toilet seat 4 falls to the closing side and determines that the toilet seat 4 does not reach the open position. The toilet seat quickly reaches the open position without waiting for the toilet seat 4 to stop. It can be determined not to.
[0055]
In each embodiment, the DC motor is used as the driving unit, but the present invention is not limited to this. For example, when the drive means is an AC motor, the present invention can be implemented by inverter control. Further, the same control can be performed using the stepping motor as the driving means, and the toilet seat and toilet lid can be smoothly opened and closed.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by performing learning control, the toilet seat and the toilet lid can be smoothly stopped in accordance with variations in the weight of the toilet seat and the toilet lid, variations in attachment, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of a sanitary washing device equipped with a toilet seat / toilet lid electric switch according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a drive unit of the toilet seat / toilet lid electric switch according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a configuration diagram of the drive control unit of the toilet seat / toilet lid electric switchgear according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the toilet seat / toilet lid electric switchgear according to the first embodiment of the present invention. Operational explanatory diagram of toilet seat / toilet lid electric switchgear in Embodiment 1 of the present invention [FIG. 6] Operational characteristic explanatory diagram of toilet seat / toilet lid electric switchgear in Embodiment 1 of the present invention [FIG. 7] Example of the present invention Operational characteristics explanatory diagram of toilet seat / toilet lid electric switchgear in Fig. 2
4 Toilet seat 5 Toilet lid 6 Toilet seat / toilet lid electric switchgear 7, 27 DC motor (drive means)
8, 28 Power transmission means 9, 29 Angle detection means 10 Electric open / close control unit (learning control means)
11 Motor drive circuit

Claims (3)

便座及び/又は便蓋を開閉駆動する駆動手段と、前記便座及び/又は便蓋の各々の角度検出手段と、前記便座及び/又は便蓋の各々の開位置近くでの速度を検出する手段と、前記便座及び/又は便蓋が開位置に到達したか否かを判定する手段と、前記開位置に到達したか否かの判定により目標速度範囲を変更する学習制御手段とを有し、前記便座及び/又は便蓋が開位置に到達しなかったと判定された場合に、前記目標速度範囲を高い側に変更し、前記駆動手段の出力を補正しながら検出された速度を目標速度範囲に制御する便座・便蓋電動開閉装置。Drive means for opening and closing the toilet seat and / or toilet lid; angle detecting means for each of the toilet seat and / or toilet lid; and means for detecting a speed near the open position of each of the toilet seat and / or toilet lid A means for determining whether or not the toilet seat and / or toilet lid has reached the open position, and a learning control means for changing a target speed range by determining whether or not the toilet position has been reached, When it is determined that the toilet seat and / or the toilet lid have not reached the open position, the target speed range is changed to a higher side, and the detected speed is controlled to the target speed range while correcting the output of the driving means. Toilet seat / toilet lid electric opening and closing device. 便座及び/又は便蓋が開動作時に、開位置に達したことを判定する手段は、前記便座及び/又は便蓋が充分に減速し停止したと判定された停止位置が、前記便座及び/又は便蓋の開位置を含む近傍に設定した開位置領域に存在すれば、開位置に達していると判定する制御シーケンスを備えた学習制御手段とした請求項1記載の便座・便蓋電動開閉装置。  The means for determining that the toilet seat and / or the toilet lid has reached the open position when the toilet seat and / or the toilet lid are opened is the stop position where it is determined that the toilet seat and / or the toilet lid has been sufficiently decelerated and stopped. 2. The toilet seat / toilet lid electric opening and closing device according to claim 1, wherein the learning control means includes a control sequence that determines that the toilet lid has reached the open position if it exists in an open position region set in the vicinity including the open position of the toilet lid. . 便座及び/又は便蓋が開動作時に、開位置に達しなかったことを判定する手段は、前記便座及び/又は便蓋の開動作時の速度が閉じる方向を示す負の値となり、その絶対値が一定の値よりも大きくなった場合に、便座及び/又は便蓋が開位置に達しなかったと判定する制御シーケンスを備えた学習制御手段とした請求項1記載の便座・便蓋電動開閉装置。  The means for determining that the toilet seat and / or the toilet lid did not reach the open position during the opening operation is a negative value indicating the closing direction of the speed at the opening operation of the toilet seat and / or the toilet lid, and the absolute value thereof. The toilet seat / toilet lid electric opening and closing device according to claim 1, wherein the learning control means includes a control sequence for determining that the toilet seat and / or the toilet lid has not reached the open position when is greater than a certain value.
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