马桶座圈装置的制作方法

1.本发明涉及一种能够电动地关闭马桶座圈的马桶座圈装置。


背景技术：

2.以往，作为能够电动地开闭马桶座圈等的马桶座圈装置，进行如下控制：以关闭状态的马桶座圈的位置为基准角度来检测马桶座圈的角度，当手动地操作后的马桶座圈的角度成为规定的角度时，使马达启动来使马桶座圈自动地向关闭方向旋转(例如，参照专利文献1)。
3.这样的电动的马桶座圈装置从即将变为关闭状态、打开状态之前起进行使马达进行制动动作的控制、停止马达的驱动等控制，以减轻马桶座圈变为关闭状态、打开状态时的击打声、冲击等。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2018-201646号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.然而，近来，对马桶座圈进行开闭的马达从dc马达变化为包括伺服马达等的同步马达，存在马桶座圈因马达的定位转矩(detent torque)而以异常的角度停止等进行了使用者非意图的动作这一问题。
9.本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使在使用定位转矩高的同步马达的情况下或者使用马达的特性存在偏差的同步马达的情况下也进行按使用者的意图的动作的马桶座圈装置。
10.用于解决问题的方案
11.为了达成上述目的，作为本发明之一的马桶座圈装置具备：马桶座圈，其绕第一轴旋转来进行开闭；马桶座圈驱动单元，其对所述马桶座圈进行开闭驱动；马桶座圈角度检测单元，其检测所述马桶座圈相对于第一基准角度的角度；以及控制单元，其控制所述马桶座圈驱动单元。所述控制单元具备：角度获取部，其从所述角度检测单元获取所述马桶座圈的角度；角速度导出部，其基于来自所述角度获取部的输出来导出所述马桶座圈的角速度；以及驱动控制部，其控制所述马桶座圈驱动单元的动作。所述驱动控制部控制所述马桶座圈驱动单元，以在所述马桶座圈向关闭方向通过规定的第一角度时使所述马桶座圈驱动单元产生与所述马桶座圈的角速度相应的第一转矩，并维持所述马桶座圈的关闭动作直到所述马桶座圈变为关闭状态为止。
12.发明的效果
13.根据本发明，即使定位转矩等马达的特性存在偏差，也能够按使用者的意图顺畅地关闭马桶座圈。
附图说明
14.图1是示出本实施方式所涉及的安装于马桶的马桶座圈装置的侧视图。
15.图2是示意性地示出马桶座圈装置的功能结构的图。
16.图3是示出控制单元的功能结构的框图。
17.图4是示意性地示出打开状态的马桶座圈的侧视图。
18.图5是示意性地示出通过了第一角度的马桶座圈的状态的侧视图。
19.图6是示意性地示出打开状态的马桶盖的侧视图。
20.图7是示意性地示出通过了第二角度的马桶盖的状态的侧视图。
具体实施方式
21.下面，参照附图对本发明所涉及的马桶座圈装置的实施方式进行说明。此外，下面的实施方式是为了说明本发明而列举的一例，其主旨并非限定本发明。例如，在下面的实施方式中示出的形状、构造、材料、构成要素、相对的位置关系、连接状态、数值、数式、方法中的各阶段的内容、各阶段的顺序等是一例，有时包含下面未记载的内容。另外，有时使用平行、正交等几何学上的表达，但这些表达并不表示数学上的严谨性，包含实质上容许的误差、偏差等。另外，同时、相同等表达也包含实质上容许的范围。
22.另外，附图是为了说明本发明而适当进行了强调、省略或比率调整的示意性的图，与实际的形状、位置关系及比率不同。
23.另外，下面有时将多个发明作为一个实施方式来概括性地进行说明。另外，下面记载的内容的一部分作为与本发明有关的任意的构成要素来进行说明。
24.图1是示出本实施方式所涉及的安装于马桶200的马桶座圈装置100的侧视图。马桶座圈装置100是安装于马桶200的上表面并形成用于供人就座的座面的装置，马桶座圈装置100具备马桶座圈110以及马桶座圈驱动单元120。在本实施方式的情况下，马桶座圈装置100具备马桶盖130、人检测单元140以及卫生清洗装置150。
25.马桶200是使用者能够以就座的方式排泄的所谓的西式马桶，以在马桶座体210的后方固定冲洗水箱220并且在马桶座体210之上载置马桶座圈装置100的方式安装。
26.卫生清洗装置150是能够将水加热来制作温水并将所制作的温水从喷嘴喷射的装置，喷嘴通常配置于马桶座圈装置100的后方的规定场所，能够按照使用者的指示的输入来使喷嘴突出到规定的位置。
27.马桶座圈110是在马桶座体210的上侧形成u型或者o型的就坐面的构件，绕第一轴111旋转来相对于马桶座体210进行开闭。
28.马桶盖130是在马桶座圈110的上侧遮盖马桶座圈110的构件，绕第二轴132旋转来相对于马桶座体210进行开闭。此外，在本实施方式的情况下，第一轴111与第二轴132平行地配置，但第一轴111与第二轴132也可以同轴状地配置。
29.图2是示意性地示出马桶座圈驱动单元120等马桶座圈装置100的功能结构的图。马桶座圈驱动单元120是对马桶座圈110进行开闭驱动的装置，马桶座圈驱动单元120具备马达121。在本实施方式的情况下，马桶座圈驱动单元120具备马达121以及第一传递机构122。
30.马达121采用产生定位转矩的马达。例如马达121是同步马达，能够例示伺服马达、
步进马达等。
31.第一传递机构122通过机械要素的组合将马达121的输出传递至马桶座圈110。例如，第一传递机构122是减速机构等，具体而言能够例示齿轮的组合、带式驱动器等。
32.在本实施方式的情况下，马桶座圈驱动单元120也作为马桶盖驱动单元发挥功能。具体而言，马桶座圈驱动单元120具备：第二传递机构124，其将马达121的输出传递至马桶盖130；以及切换机构123，其用于将马达121的输出传递至第一传递机构122和第二传递机构124中的任一方。也就是说，马桶座圈驱动单元120能够使马桶座圈110进行开闭，并且能够通过切换来作为马桶盖驱动单元使马桶盖130进行开闭。除此之外也可以是，马桶座圈驱动单元120具备第一马达以及第二马达，第一马达借助第一传递机构来驱动马桶座圈，且第二马达借助第二传递机构来驱动马桶盖。
33.另外，如图2所示，马桶座圈装置100具备马桶座圈角度检测单元161、马桶盖角度检测单元162以及控制单元170。
34.马桶座圈角度检测单元161是安装于马桶座圈110的第一轴111周围并且检测马桶座圈110相对于第一基准角度的角度的传感器。关于马桶座圈角度检测单元161的种类并无特别限定，但在本实施方式的情况下，采用电位计。此外，马桶座圈角度检测单元161也可以是旋转编码器等。第一基准角度是指成为检测马桶座圈110的开闭角度的基准的角度(位置)。在本实施方式的情况下，第一基准角度采用马桶座圈110为关闭状态、也就是马桶座圈110与马桶座体210的上端面抵接的状态下的马桶座圈角度检测单元161的输出值。
35.马桶盖角度检测单元162是安装于马桶盖130的第二轴132周围并且检测马桶盖130相对于第二基准角度的角度的传感器。马桶座圈角度检测单元161的种类没有特别限定，但在本实施方式的情况下，采用与马桶座圈角度检测单元161相同的电位计。第二基准角度是指成为检测马桶盖130的开闭角度的基准的角度(位置)。在本实施方式的情况下，第二基准角度采用马桶盖130为关闭状态、也就是马桶盖130同与马桶座体210的上端面抵接的马桶座圈110抵接的状态下的马桶盖角度检测单元162的输出值。
36.人检测单元140是检测马桶座圈装置100的周边、特别是马桶座圈装置100的前方的人的存在的所谓的人体感应传感器。作为人检测单元140，也能够使用遥控器。在该情况下，在遥控器被操作了的情况下，检测到人。同样地，作为人检测单元140，也能够使用就座传感器。在该情况下，在人就座于马桶座圈的情况下，检测到人。人检测单元140的人体感应传感器与主体分开地设置于厕所空间。关于人检测单元140的种类并无特别限定，但在本实施方式的情况下，人体感应传感器采用热释电传感器。
37.图3是示出控制单元170的功能结构的框图。控制单元170具备处理器，并且具备角度获取部171、角速度导出部172以及驱动控制部173来作为通过使处理器执行程序而实现的处理部。在本实施方式的情况下，控制单元170还具备存在获取部174、计时部175以及基准角度更新部176。
38.角度获取部171从马桶座圈角度检测单元161获取马桶座圈110相对于第一基准角度的角度。在本实施方式的情况下，角度获取部171还从马桶盖角度检测单元162获取马桶盖130相对于第二基准角度的角度。角度获取部171将第一基准角度下的马桶座圈角度检测单元161的输出值作为第一基准值进行存储，并获取与第一基准值的差来作为马桶座圈110的角度。另外，角度获取部171将第二基准角度下的马桶盖角度检测单元162的输出值作为
第二基准值进行存储，并获取与第二基准值的差来作为马桶盖130的角度。此外，角度获取部171并非掌握实际的马桶座圈110、马桶盖130的角度，而是根据能够线性地换算成角度的值来掌握角度。也就是说，本说明书和权利要求书中的角度包括角度和能够换算成角度的值。
39.角速度导出部172基于来自角度获取部171的输出来导出马桶座圈110的角速度。例如，角速度导出部172可以以规定的时间间隔从角度获取部171获取角度，并且导出两个角度的差(严格地说是两个角度的差除以该规定的时间角所得到的值)来作为角速度。另外，也可以从计时部175获取用于依次获取角度的定时，使用在不同的定时获取到的两个角度的差、以及定时的差来导出角速度。角速度导出部172同样基于来自角度获取部171的输出来导出马桶盖130的角速度。此外，在本说明书和权利要求书中，角速度与角度同样地也包含能够换算成准确的角速度的值。
40.驱动控制部173控制马桶座圈驱动单元120，以在马桶座圈110向关闭方向通过规定的第一角度时使马桶座圈驱动单元120产生与角速度导出部172所导出的马桶座圈110的角速度相应的第一转矩，并维持马桶座圈110的关闭动作直到马桶座圈110变为关闭状态为止。另外，驱动控制部173控制马桶座圈驱动单元120，以在马桶座圈110为关闭状态且马桶盖130向关闭方向通过规定的第二角度时使作为马桶盖驱动单元发挥功能的马桶座圈驱动单元120产生与马桶盖130的角速度相应的第二转矩，并维持马桶盖130的关闭动作直到马桶盖130变为关闭状态为止。此外，在后文中叙述具体的动作例。
41.此外，在本实施方式的情况下，由于无法同时驱动马桶座圈110和马桶盖130，因此在实施本动作时，驱动控制部173在马桶座圈110变为关闭状态之后进行对马桶盖130的动作的控制。
42.存在获取部174从人检测单元140获取马桶座圈110的周边的人的存在。例如，存在获取部174输出与人检测单元140的输出相应的值，例如，在人检测单元140检测到人的期间设立接通的标志，在人检测单元140未检测到人的期间设立断开的标志等。
43.在从存在获取部174从接通的标志变化为断开的标志的定时起基于计时部175的计时信息而经过规定的第一时间后，驱动控制部173使也作为马桶盖驱动单元发挥功能的马桶座圈驱动单元120产生用于使马桶盖130向关闭方向驱动的第三转矩。关于第一时间并无特别限定，作为一例，从1分钟以上且10分钟以下的范围内选定(优选为5分钟)。
44.控制单元170执行该动作，由此，即使从由马桶座圈110和马桶盖130构成的组中选择出的至少一方未变为关闭状态而以异常的角度停止了，也能够可靠地使马桶座圈110与马桶盖130一起成为关闭状态。
45.基准角度更新部176基于在马桶座圈110为关闭状态时角度获取部171从马桶座圈角度检测单元161获取到的角度，来更新角度获取部171所存储的第一基准角度。在本实施方式的情况下，基准角度更新部176基于在马桶盖130为关闭状态时角度获取部171从马桶盖角度检测单元162获取到的角度，来更新角度获取部171所存储的第二基准角度。关于第一基准角度和第二基准角度的的更新定时并无特别限定，但能够例示如下情况：在从人离开马桶座圈装置100的周边起经过第一时间后执行的马桶座圈110、马桶盖130的关闭动作结束之后，进行更新。由此，能够在马桶座圈110、马桶盖130变为了关闭状态的可能性高的状态下更新各个基准角度。另外，即使安装于形状不同的马桶200，也能够灵活地决定各个
基准角度。
46.接着，对从马桶座圈110的打开状态变为关闭状态为止的处理的流程进行说明。图4是示意性地示出打开状态的马桶座圈110的侧视图。在此，第一基准角度是关闭状态的角度，且是0度的位置(水平)等。打开状态的马桶座圈110停止在相对于第一基准角度大于90度的位置。例如马桶座圈110的打开状态为108度等。此外，第一基准角度会被基准角度更新部176更新，因此有时并不固定。
47.接着，使用者用手仅转动马桶座圈110、或者用手转动马桶座圈110和马桶盖130，如图5所示那样使马桶座圈110到达第一角度。第一角度例如是70度等。
48.在该阶段内，角度获取部171通过马桶座圈角度检测单元161来掌握马桶座圈110向关闭方向通过了第一角度这一情况，角速度导出部172导出角速度ω1。
49.获取到角速度ω1的驱动控制部173使马桶座圈驱动单元120产生与马桶座圈110的角速度ω1相应的第一转矩，来使马桶座圈110向关闭方向动作。
50.在此，控制单元170决定马桶座圈驱动单元120使马桶座圈110向关闭方向动作时的目标角速度。目标角速度可以为一个，也可以为多个。在本实施方式的情况下，从打开状态起到关闭状态为止设置有三个区域即区域a、区域b、区域c，针对区域a设定有第一目标角速度，针对区域b设定有第二目标角速度，针对区域c设定有第三目标角速度。它们的大小关系为第一目标角速度》第二目标角速度》第三目标角速度。驱动控制部173控制马桶座圈驱动单元120，以使马桶座圈110在从打开状态自动地变为关闭状态的情况下也按照各个目标角速度进行动作。
51.在使用者使马桶座圈110以角速度ω1通过了第一角度的情况下，驱动控制部173使马桶座圈驱动单元120产生用于变为包含第一角度的区域a的第一目标角速度的第一转矩。在角速度ω1为第一目标角速度以上的情况下，驱动控制部173使马桶座圈驱动单元120产生制动性的第一转矩，在角速度ω1小于第一目标角速度的情况下，驱动控制部173使马桶座圈驱动单元120产生辅助性的第一转矩。
52.角度获取部171依次获取马桶座圈110的角度直到马桶座圈110变为关闭状态为止，角速度导出部172导出角速度ω1。在马桶座圈110在区域a内进行动作的期间，驱动控制部173产生第一转矩以使角速度成为第一目标角速度，在区域b内进行动作的期间，驱动控制部173产生第四转矩以使角速度成为第二目标角速度，在区域c内进行动作的期间，驱动控制部173产生第五转矩以使角速度成为第三目标角速度。
53.如上所述，无论在使用者将手放在马桶座圈110上那样的情况下还是自动地关闭马桶座圈110的情况下，都能够以顺畅的动作关闭马桶座圈110。此外，在使用者使马桶座圈110进行动作的情况下，虽然从打开状态起到第一角度为止处于区域a内，但驱动控制部173不进行产生转矩的控制。
54.接着，对从马桶盖130的打开状态变为关闭状态为止的处理的流程进行说明。图6是示意性地示出打开状态的马桶盖130的侧视图。在此，第二基准角度是关闭状态的角度，且是0度的位置(水平)。打开状态的马桶盖130停止在相对于第二基准角度大于90度的位置。例如马桶盖130的打开状态为102度等。第二基准角度依赖于第一基准角度，并且会被基准角度更新部更新，因此有时并不固定。
55.接着，使用者用手仅转动马桶盖130、或者用手转动马桶盖130和马桶座圈110，如
图7所示那样使马桶盖130到达第二角度。第二角度例如是70度等。
56.在该阶段，角度获取部171通过马桶盖角度检测单元162来掌握马桶盖130向关闭方向通过了第二角度这一情况，角速度导出部172导出角速度ω2。
57.获取角速度ω2并确认到马桶座圈110为关闭状态的驱动控制部173使马桶座圈驱动单元120产生与马桶盖130的角速度ω2相应的第二转矩，来使马桶盖130向关闭方向动作。此外，在使用者使马桶盖130和马桶座圈110同时移动的情况下，有时在马桶座圈110向关闭方向移动的期间、马桶盖130因自重而向关闭方向动作。
58.在此，控制单元170决定了也作为马桶盖驱动单元发挥功能的马桶座圈驱动单元120使马桶盖130向关闭方向动作时的目标角速度。目标角速度可以为一个，也可以为多个。在本实施方式的情况下，从打开状态起到关闭状态为止设置有三个区域即区域d、区域e、区域f，针对区域d设定有第四目标角速度，针对区域e设定有第五目标角速度，针对区域f设定有第六目标角速度。它们的大小关系为第四目标角速度》第五目标角速度》第六目标角速度。驱动控制部173控制马桶座圈驱动单元120，以使马桶盖130在从打开状态自动地变为关闭状态的情况下也按照各个目标角速度进行动作。
59.例如，在马桶座圈110为关闭状态的情况下、使用者使马桶盖130以角速度ω2通过了第二角度的情况下，驱动控制部173使马桶座圈驱动单元120产生用于变为包含第二角度的区域d的第四目标角速度的第二转矩。在角速度ω2为第四目标角速度以上的情况下，驱动控制部173产生制动性的第二转矩，在角速度ω2小于第四目标角速度的情况下，驱动控制部173产生辅助性的第二转矩。
60.角度获取部171依次获取马桶盖130的角度直到马桶盖130变为关闭状态为止，角速度导出部172导出角速度ω2。在马桶盖130在区域d内进行动作的期间，驱动控制部173产生第二转矩以使角速度成为第四目标角速度，在区域e内进行动作的期间，驱动控制部173产生第六转矩以使角速度成为第五目标角速度，在区域f内进行动作的期间，驱动控制部173产生第七转矩以使角速度成为第六目标角速度。
61.如上所述，无论在使用者将手放在马桶盖130上那样的情况下还是自动地关闭马桶盖130的情况下，都能够以顺畅的动作关闭马桶盖130。此外，在使用者使马桶盖130进行动作的情况下，虽然从打开状态起到第二角度为止处于区域d内，但驱动控制部173不进行产生转矩的控制。
62.另外，假设在马桶座圈110进入了区域c的阶段使用者投入力量来使马桶座圈110的动作停止了的情况下、将马桶盖130从关闭状态稍微抬起等情况下，由于意外的事态而存在从由马桶座圈110和马桶盖130构成的组中选择出的至少一方无法变为关闭状态的情况。在该情况下，在使用者退出厕所且在马桶座圈装置100的周边不再存在人起经过了规定时间(例如5分钟)之后，驱动控制部173控制马桶座圈驱动单元120，以使马桶盖130进行关闭动作。由此，能够使马桶座圈110与马桶盖130一起可靠地变为关闭状态。
63.通过进行以上那样的控制，能够以简单的控制实现使用者关闭马桶座圈110、马桶盖130的情况下的控制以及自动地关闭马桶座圈110、马桶盖130的情况下的控制这两方。
64.此外，本发明并不限定于上述实施方式。例如，也可以将对本说明书中记载的构成要素任意地进行组合、或者排除若干个构成要素而实现的其它实施方式作为本发明的实施方式。另外，在不脱离本发明的主旨、即权利要求书所记载的语句所表示的意思的范围内对
上述实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的变形例也包含在本发明中。
65.例如，说明了从打开状态起到关闭状态为止分割成三个区域并针对每个区域进行不同的控制的情况，但区域既可以为一个，可以为两个，也可以为四个以上。
66.另外，说明了在从人离开起经过了规定时间之后使马桶盖130进行动作来与马桶座圈110一起变为关闭状态的情况，但也可以在使马桶座圈110变为关闭状态之后使马桶盖130变为关闭状态。在能够同时驱动马桶座圈110和马桶盖130的情况下，也可以进行同时变为关闭状态那样的控制。
67.另外，也可以是，马桶座圈驱动单元120和马桶盖开闭单元各自具备马达，能够同时驱动马桶座圈110和马桶盖130。
68.产业上的可利用性
69.本发明能够应用于能够自动地关闭马桶座圈、马桶盖的马桶座圈装置。
70.附图标记说明
71.100：马桶座圈装置；110：马桶座圈；111：第一轴；120：马桶座圈驱动单元；121：马达；122：第一传递机构；123：切换单元；124：第二传递机构；130：马桶盖；132：第二轴；140：人检测单元；150：卫生清洗装置；161：马桶座圈角度检测单元；162：马桶盖角度检测单元；170：控制单元；171：角度获取部；172：角速度导出部；173：驱动控制部；174：存在获取部；175：计时部；176：基准角度更新部；200：马桶；210：马桶座体；220：冲洗水箱。