JP2014223161A - Toilet seat/toilet lid opening/closing device - Google Patents
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Abstract
【課題】モータによって自動開閉可能な便座・便蓋開閉装置において、手動による開閉操作が行われた際に発生する起電力に起因する電流がモータ駆動回路の外部の機器に伝播することが防止された便座・便蓋開閉装置を提供すること。【解決手段】便座および便蓋の少なくとも一方から選択される開閉部材が全開位置または全閉位置にあることを位置検出手段で検出した際に、保護回路がモータ駆動回路内に形成またはモータ駆動回路に接続される。保護回路は、開閉部材をモータの駆動力によらず外力で開閉した際にモータに発生する起電力を閉回路で循環またはグラウンド電位に放出するものである。モータ駆動回路はHブリッジ回路であり、保護回路は、Hブリッジ回路のスイッチング素子の一部をオン状態とすることによってHブリッジ回路内に形成されることが好ましい。【選択図】図3In a toilet seat / toilet lid opening / closing device that can be automatically opened and closed by a motor, current caused by an electromotive force generated when a manual opening / closing operation is performed is prevented from propagating to a device outside a motor drive circuit. To provide a toilet seat and toilet lid opening and closing device. When a position detecting means detects that an opening / closing member selected from at least one of a toilet seat and a toilet lid is in a fully open position or a fully closed position, a protection circuit is formed in the motor drive circuit or the motor drive circuit Connected to. The protection circuit circulates or releases the electromotive force generated in the motor when the opening / closing member is opened / closed by an external force regardless of the driving force of the motor to the circulation or ground potential. The motor drive circuit is an H-bridge circuit, and the protection circuit is preferably formed in the H-bridge circuit by turning on a part of the switching elements of the H-bridge circuit. [Selection] Figure 3
Description
本発明は、便座・便蓋開閉装置に関し、さらに詳しくは、モータによって自動開閉可能な便座・便蓋開閉装置に関する。 The present invention relates to a toilet seat / toilet lid opening / closing device, and more particularly to a toilet seat / toilet lid opening / closing device that can be automatically opened and closed by a motor.
便器に取り付けられた便座および便蓋が、モータに駆動されて自動で開閉される便座装置が一般に知られている。この種の便座・便蓋開閉装置においては、単一のモータで閉方向の運動と開方向の運動を駆動できるように、Hブリッジ回路がモータ駆動用にしばしば用いられる。図10に、Hブリッジ回路の例を示す。Hブリッジ回路100において、一対の閉制御スイッチング素子Sc1,Sc2または一対の開制御スイッチング素子So1,So2のいずれかをオン状態とすることで、閉運動を駆動する方向または開運動を駆動する方向にモータMを回転させることができる。各スイッチング素子Sc1,Sc2,So1,So2の端子間には、モータMの起動時または停止時に発生する逆起電力からそれらスイッチング素子を保護するために、保護ダイオードDc1,Dc2,Do1,Do2が接続されることが一般的である。
A toilet seat device is generally known in which a toilet seat and a toilet lid attached to a toilet bowl are automatically opened and closed by being driven by a motor. In this type of toilet seat / toilet lid opening / closing device, an H-bridge circuit is often used for driving the motor so that a single motor can drive the movement in the closing direction and the movement in the opening direction. FIG. 10 shows an example of an H bridge circuit. In the H-
モータによって自動開閉可能な便座や便蓋が備えられる場合でも、モータの駆動力によらずに、使用者が手動で便座や便蓋を開閉することがある。このような手動開閉操作が行われると、モータに起電力が発生する。図10中に、このような手動閉操作時に発生する手動閉時起電力Ecと、手動開操作時に発生する手動開示起電力Eoを示してある。全スイッチング素子Sc1,Sc2,So1,So2がオフ状態とされている状況で、このような手動閉時起電力Ecが発生すると、モータMの高電位側に順方向で接続された第一の開制御保護ダイオードDo1を介して電流が流れる(手動閉時電流Cc)。また、手動開時起電力Eoが発生すると、モータMの高電位側に順方向で接続された第一の閉制御保護ダイオードDc1を介して電流が流れる(手動開時電流Co)。これらの手動閉時電流Ccおよび手動開時電流Coは、Hブリッジ回路100の上流側に伝播し、電源P等、上流側に設けられた機器を破損してしまうおそれがある。
Even when a toilet seat and toilet lid that can be automatically opened and closed by a motor are provided, the user may manually open and close the toilet seat and toilet lid regardless of the driving force of the motor. When such a manual opening / closing operation is performed, an electromotive force is generated in the motor. FIG. 10 shows the manually closed electromotive force Ec generated during the manual closing operation and the manually disclosed electromotive force Eo generated during the manual opening operation. When such a manual closing electromotive force Ec is generated in a state in which all the switching elements Sc1, Sc2, So1, So2 are in the OFF state, the first opening connected to the high potential side of the motor M in the forward direction. Current flows through the control protection diode Do1 (manual closing current Cc). Further, when the electromotive force Eo at the time of manual opening is generated, a current flows through the first closed control protection diode Dc1 connected in the forward direction to the high potential side of the motor M (manual opening current Co). The manual closing current Cc and the manual opening current Co propagate to the upstream side of the H-
ところで、特許文献1には、モータによって駆動される便座および/または便蓋を手動開閉した際に、電力の消費および便器等への衝突による衝撃を抑えることを目的として、便座および/または便蓋の開閉角速度が所定値以上となった際に、モータを構成するコイルの端子間を短絡させるブレーキ回路の構成が示されている。
By the way,
上記特許文献1に開示されたブレーキ回路は、便座および/または便蓋が手動開閉された際に発生する起電力がHブリッジ回路よりも上流側に伝播することを防止する機能も有すると考えられる。しかしながら、便座および/または便蓋の開閉角速度をモニターし、この角速度が所定値に達してからブレーキ回路を接続するので、使用者が手動開閉操作を開始してから、その所定の角速度が検出されるまでの間は、ブレーキ回路が機能しない。すると、この間にモータで発生した起電力による電流がHブリッジ回路の上流側に伝播し、電源等、上流側の機器を破損してしまうおそれがある。
The brake circuit disclosed in
本発明が解決しようとする課題は、モータによって自動開閉可能な便座・便蓋開閉装置において、手動による開閉操作が行われた際に発生する起電力に起因する電流がモータ駆動回路の外部の機器に伝播することが防止された便座・便蓋開閉装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that in a toilet seat / toilet lid opening / closing apparatus that can be automatically opened and closed by a motor, a current caused by an electromotive force generated when a manual opening / closing operation is performed is a device external to the motor drive circuit. An object of the present invention is to provide a toilet seat / toilet lid opening / closing device that is prevented from propagating to the toilet.
上記課題を解決するために、本発明にかかる便座・便蓋開閉装置は、便座および便蓋の少なくとも一方から選択される開閉部材と、前記開閉部材の開閉運動を駆動するモータと、前記開閉部材の開閉位置を検出する位置検出手段と、前記モータに駆動電源を供給するモータ駆動回路と、前記開閉部材を前記モータの駆動力によらず外力で開閉した際に前記モータに発生する起電力を閉回路で循環またはグラウンド電位に放出する保護回路と、を有し、前記開閉部材が全開位置または全閉位置にあることを前記位置検出手段が検出した際に、前記保護回路が前記モータ駆動回路内に形成または前記モータ駆動回路に接続されることを要旨とする。 In order to solve the above problems, a toilet seat / toilet lid opening / closing device according to the present invention includes an opening / closing member selected from at least one of a toilet seat and a toilet lid, a motor for driving an opening / closing movement of the opening / closing member, and the opening / closing member. Position detecting means for detecting the opening / closing position of the motor, a motor driving circuit for supplying driving power to the motor, and an electromotive force generated in the motor when the opening / closing member is opened / closed by an external force regardless of the driving force of the motor. A protection circuit that circulates or discharges to a ground potential in a closed circuit, and the protection circuit detects the motor drive circuit when the position detecting unit detects that the opening / closing member is in the fully open position or the fully closed position. It is formed inside or connected to the motor driving circuit.
ここで、前記モータ駆動回路は、オン状態とすることで前記開閉部材を閉方向に駆動可能な一対の閉制御スイッチング素子と、オン状態とすることで前記開閉部材を開方向に駆動可能な一対の開制御スイッチング素子の4つのスイッチング素子、および該スイッチング素子のそれぞれに接続された保護ダイオードを有するHブリッジ回路であり、前記保護回路は、前記スイッチング素子の一部をオン状態とすることにより、前記Hブリッジ回路内に形成されることが好ましい。 Here, the motor drive circuit includes a pair of closed control switching elements that can drive the opening and closing member in the closing direction by turning on and a pair that can drive the opening and closing member by turning on. H switching circuit having four switching elements of the open control switching element, and a protection diode connected to each of the switching elements, the protection circuit by turning on a part of the switching element, Preferably, it is formed in the H-bridge circuit.
さらに、前記保護回路は、前記開閉部材が全開位置にある場合に、前記一対の閉制御スイッチング素子のうち少なくとも一方がオン状態とされることによって形成されるとよい。 Furthermore, the protection circuit may be formed by turning on at least one of the pair of closed control switching elements when the opening / closing member is in a fully open position.
また、前記保護回路は、前記開閉部材が全閉位置にある場合に、前記一対の開制御スイッチング素子のうち少なくとも一方がオン状態とされることによって形成されるとよい。 The protection circuit may be formed by turning on at least one of the pair of open control switching elements when the opening / closing member is in a fully closed position.
あるいは、前記保護回路は、前記開閉部材が全開位置にある場合および全閉位置にある場合に、前記一対の閉制御スイッチング素子のうち、低電位側の閉制御スイッチング素子がオン状態とされ、前記一対の開制御スイッチング素子のうち、低電位側の開制御スイッチング素子がオン状態とされることによって形成されるとよい。 Alternatively, in the protection circuit, when the opening / closing member is in the fully open position and in the fully closed position, the closed control switching element on the low potential side of the pair of closed control switching elements is turned on, Of the pair of open control switching elements, the open control switching element on the low potential side is preferably turned on.
また、前記保護回路は、前記開閉部材が全開位置にある場合および全閉位置にある場合に、前記一対の閉制御スイッチング素子のうち、高電位側の閉制御スイッチング素子がオン状態とされ、前記一対の開制御スイッチング素子のうち、高電位側の開制御スイッチング素子がオン状態とされることによって形成されることが好適である。 Further, the protection circuit is configured such that when the opening / closing member is in the fully open position and in the fully closed position, the close control switching element on the high potential side of the pair of close control switching elements is turned on, The pair of open control switching elements is preferably formed by turning on the high potential side open control switching element.
上記本発明にかかる便座・便蓋開閉装置においては、便座および便蓋の少なくとも一方から選択される開閉部材が、全開位置または全閉位置にある場合に、保護回路がモータ駆動回路内に形成またはモータ駆動回路に接続されるので、全開位置からの手動閉操作または全閉位置からの手動開操作が行われた際に、発生した起電力に起因する電流が、保護回路内で循環されるか、または保護回路によってグラウンド電位に開放される。これにより、起電力に起因する電流がモータ駆動回路の外部に伝播し、モータ駆動回路の外部の機器に影響を与えることが防止される。手動操作が開始される時の開閉部材の位置は、全開位置または全閉位置にほぼ限られるので、開閉部材が全閉位置または全開位置にある間は常に、保護回路をモータ駆動回路内に形成またはモータ駆動回路に接続しておくことで、手動操作の初期から保護回路によるこのような保護機能を利用することができ、モータ駆動回路外部への電流の伝播を防止することができる。 In the toilet seat / toilet lid opening / closing device according to the present invention, when the opening / closing member selected from at least one of the toilet seat and the toilet lid is in the fully open position or the fully closed position, the protection circuit is formed in the motor drive circuit or Since it is connected to the motor drive circuit, is the current caused by the generated electromotive force circulated in the protection circuit when a manual closing operation from the fully open position or a manual opening operation from the fully closed position is performed? Or open to ground potential by a protection circuit. As a result, the current caused by the electromotive force is prevented from propagating to the outside of the motor drive circuit and affecting devices outside the motor drive circuit. Since the position of the opening / closing member when manual operation is started is almost limited to the fully open position or the fully closed position, a protection circuit is always formed in the motor drive circuit while the opening / closing member is in the fully closed position or the fully open position. Alternatively, by connecting to the motor drive circuit, such a protection function by the protection circuit can be used from the initial stage of manual operation, and current propagation to the outside of the motor drive circuit can be prevented.
ここで、モータ駆動回路がHブリッジ回路であり、保護回路が、そのスイッチング素子の一部をオン状態とすることにより、Hブリッジ回路内に形成される構成によれば、従来一般のモータ駆動の便座・便蓋自動開閉装置に使用されるHブリッジ回路とその制御系を用いて、他の部材や回路を使用することなく、保護回路を構成することができる。よって、従来一般の便座・便蓋自動開閉装置において、簡便かつ安価に、手動操作による起電力に起因する電流をHブリッジ回路の外部に伝播させない保護回路を構築することが可能である。 Here, the motor drive circuit is an H-bridge circuit, and the protection circuit is formed in the H-bridge circuit by turning on a part of its switching elements, so that the conventional motor drive circuit By using the H bridge circuit used in the toilet seat / toilet lid automatic opening / closing device and its control system, a protection circuit can be configured without using other members or circuits. Therefore, in a conventional general toilet seat / toilet lid automatic opening / closing device, it is possible to construct a protection circuit that does not propagate the current caused by the electromotive force by manual operation to the outside of the H bridge circuit in a simple and inexpensive manner.
さらに、保護回路が、開閉部材が全開位置にある場合に、一対の閉制御スイッチング素子のうち少なくとも一方がオン状態とされることによって形成される構成によれば、手動閉操作が行われる際に発生する起電力に起因する電流を、手動閉操作の初期から、Hブリッジ回路の外部に伝播させずに、Hブリッジ回路内で循環させることができる。 Further, according to the configuration in which the protection circuit is formed by turning on at least one of the pair of closing control switching elements when the opening / closing member is in the fully open position, the manual closing operation is performed. The current caused by the generated electromotive force can be circulated in the H bridge circuit from the initial stage of the manual closing operation without being propagated outside the H bridge circuit.
また、保護回路が、開閉部材が全閉位置にある場合に、一対の開制御スイッチング素子のうち少なくとも一方がオン状態とされることによって形成される構成によれば、手動開操作が行われる際に発生する起電力に起因する電流を、手動開操作の初期から、Hブリッジ回路の外部に伝播させずに、Hブリッジ回路内で循環させることができる。 Further, according to the configuration in which the protection circuit is formed by turning on at least one of the pair of opening control switching elements when the opening / closing member is in the fully closed position, the manual opening operation is performed. The current caused by the electromotive force generated in the circuit can be circulated in the H bridge circuit from the initial stage of the manual opening operation without being propagated outside the H bridge circuit.
あるいは、保護回路が、開閉部材が全開位置にある場合および全閉位置にある場合に、一対の閉制御スイッチング素子のうち、低電位側の閉制御スイッチング素子がオン状態とされ、一対の開制御スイッチング素子のうち、低電位側の開制御スイッチング素子がオン状態とされることによって形成される構成によれば、手動開操作および閉操作のいずれが行われる際にも、発生する起電力に起因する電流を、手動開閉操作の初期から、Hブリッジ回路の外部に伝播させずに、Hブリッジ回路内で循環させることができる。開閉部材が全開状態にある時と全閉状態にある時で、スイッチング素子のオン/オフ状態を変える必要がないので、スイッチング素子の制御様式が簡素なものとなる。 Alternatively, when the protection circuit is in the fully open position and in the fully closed position, the low potential side closed control switching element of the pair of closed control switching elements is turned on, and the pair of open controls Among the switching elements, according to the configuration formed by turning on the open control switching element on the low potential side, it is caused by the electromotive force generated when any of the manual opening operation and the closing operation is performed. The current to be circulated can be circulated in the H bridge circuit without being propagated outside the H bridge circuit from the initial stage of the manual opening / closing operation. Since it is not necessary to change the on / off state of the switching element between the fully open state and the fully closed state, the control mode of the switching element is simplified.
また、保護回路が、開閉部材が全開位置にある場合および全閉位置にある場合に、一対の閉制御スイッチング素子のうち、高電位側の閉制御スイッチング素子がオン状態とされ、一対の開制御スイッチング素子のうち、高電位側の開制御スイッチング素子がオン状態とされることによって形成される構成によっても、手動開操作および閉操作のいずれが行われる際にも、発生する起電力に起因する電流を、手動開閉操作の初期から、Hブリッジ回路の外部に伝播させずに、Hブリッジ回路内で循環させることができる。この場合にも、開閉部材が全開状態にある時と全閉状態にある時で、スイッチング素子のオン/オフ状態を変える必要がないので、スイッチング素子の制御様式が簡素なものとなる。 In addition, when the open / close member is in the fully open position and in the fully closed position, the high-potential side close control switching element of the pair of close control switching elements is turned on and the protection circuit is turned on. Of the switching elements, the configuration is formed by turning on the open control switching element on the high potential side, and it is caused by the electromotive force generated when either the manual opening operation or the closing operation is performed. The current can be circulated in the H bridge circuit from the initial stage of the manual opening / closing operation without being propagated outside the H bridge circuit. Also in this case, since it is not necessary to change the on / off state of the switching element between the fully open state and the fully closed state, the control mode of the switching element is simplified.
以下、本発明の実施形態にかかる便座・便蓋開閉装置について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a toilet seat / toilet lid opening / closing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の実施形態にかかる便座・便蓋装置は、図1に示すように、便器1の上面に回動によって開閉可能に設けられた便座2および/または便蓋3を開閉するための駆動装置である。便蓋3は、便器1の後方に回動軸4を介して取り付けられている。便座2も、便器1の後方に同様の回動軸を介して取り付けられている。図1の状態においては、便座2および/または便蓋3の回動軸には、モータが連結され、モータの回転によって、便座2および/または便蓋3が使用者の手によらず、自動で開閉可能とされている。モータによる便座2および/または便蓋3の開閉操作は、使用者がリモコンスイッチ等の入力手段を操作することで行われる。あるいは、モータによる便座2および/または便蓋3の開閉操作は、使用者の存在を検知するセンサ等の信号に基づいて行われてもよい。便座2および/または便蓋3は、モータの駆動力による自動開閉に加え、使用者が手動で開閉することが可能である。
As shown in FIG. 1, a toilet seat / toilet lid device according to an embodiment of the present invention is a drive device for opening and closing a
また、本実施形態にかかる便座・便蓋開閉装置は、便座2および/または便蓋3の開閉位置を検出する、位置検出手段(不図示)を有する。開閉位置とは、便座2および/または便蓋3が回動可能な範囲の中で、どの位置に配置されているかということであり、図1の状態では、便座2は完全に閉方向に回動された全閉状態にあり、便蓋3は完全に開方向に回動された全開状態にある。位置検出手段は、例えばロータリーエンコーダによって具現される。位置検出手段によって検出された便座2および/または便蓋3の開閉位置は、後述するモータ駆動回路を制御するのと共通の、マイコン等の制御部(不図示)に伝達される。
Further, the toilet seat / toilet lid opening / closing device according to the present embodiment includes position detection means (not shown) for detecting the opening / closing positions of the
本実施形態にかかる便座・便蓋開閉装置は、位置検出手段によって検出された開閉位置の情報に基づいて、便座2および/または便蓋3の開閉操作を行うモータ駆動回路を制御する形態に特徴を有する。以下、便座2を開閉させる便座開閉装置のモータ駆動回路を例として説明を行うが、便蓋3を開閉させる便蓋開閉装置についても、同様の構成を適用することができる。つまり、便座2および便蓋3の少なくとも一方から選択される開閉部材の開閉運動を行う便座・便蓋開閉装置において、モータを駆動する駆動回路に対して、以下の構成を適用することができる。
The toilet seat / toilet lid opening / closing device according to the present embodiment is characterized by controlling a motor drive circuit that performs an opening / closing operation of the
本発明の第一の実施形態にかかる便座開閉装置が備えるモータ駆動回路10の構成を図2に示す。モータ駆動回路10は、回路構成としては、図10に示したような従来一般のHブリッジ回路と同様である。つまり、第一の閉制御スイッチSc1と第二の開制御スイッチSo2が直列接続され、また第一の開制御スイッチSo1と第二の閉制御スイッチSc2が直列接続され、これらが電源Pの出力部とグラウンド電位の間に並列に配置されている。そして、第一の閉制御スイッチSc1と第二の開制御スイッチSo2との間の電位と、第一の開制御スイッチSo1と第二の閉制御スイッチSc2の間の電位との間を結んで、モータMが接続されている。モータMよりも高電位側に配置された第一の閉制御スイッチSc1および第一の開制御スイッチSo1は、P型電界効果トランジスタ(FET)であり、モータMよりも低電位側に配置された第二の開制御スイッチSo2および第二の閉制御スイッチSc2はN型FETである。
FIG. 2 shows the configuration of the
FETよりなる各スイッチSc1,So1,So2,Sc2のソース端子とドレイン端子の間には、それぞれ保護ダイオードDc1,Do1,Do2,Dc2が接続されている。保護ダイオード(還流ダイオード)は、モータMの起動時および停止時に発生する逆起電力がFETに損傷を与えないようにするためのものである。MOS−FETには通常、寄生ダイオードが内蔵されており、この場合にはその寄生ダイオードが保護ダイオードDc1,Do1,Do2,Dc2となる。 Protection diodes Dc1, Do1, Do2, and Dc2 are connected between the source terminal and the drain terminal of each of the switches Sc1, So1, So2, and Sc2, each made of an FET. The protection diode (freewheeling diode) is for preventing the back electromotive force generated when the motor M is started and stopped from damaging the FET. The MOS-FET normally includes a parasitic diode, and in this case, the parasitic diode becomes the protection diodes Dc1, Do1, Do2, and Dc2.
FETよりなる各スイッチSc1,So1,So2,Sc2のゲート端子には、それぞれ、上記の位置検出手段から便座2の開閉位置に関する情報の入力を受けるのと共通の制御部(マイコン等)の出力ポートPc1,Po1,Po2,Pc2が接続されている。そして、各スイッチSc1,So1,So2,Sc2のオン/オフ状態が、これらの出力ポートを介して、制御部によって制御される。以降、FETのソース−ドレイン間に導通が形成された状態をスイッチのオン状態とし、導通が形成されていない状態をオフ状態とする。
An output port of a common control unit (microcomputer or the like) that receives input of information on the opening / closing position of the
制御部は、便座2の閉運動を駆動する際には、2つの閉制御スイッチSc1,Sc2をオン状態とし、開制御スイッチSo1,So2をオフ状態とする。一方、便座2の開運動を駆動する際には、2つの開制御スイッチSo1,So2をオン状態とし、2つの閉制御スイッチSc1,Sc2をオフ状態とする。
When driving the closing movement of the
位置検出手段によって、便座2が全開状態にあることが検出されている間は、制御部は、モータ駆動回路10を図3に示した状態に維持する。このとき、第二の閉制御スイッチSc2のみがオン状態とされ、それ以外のスイッチSc1,So1,So2はオフ状態とされている。なお、図3〜9の回路図においては、オン/オフの状態が分かりやすいように、FETよりなる各スイッチを、単なるスイッチとして表記している。
While the position detection means detects that the
便座2が全開状態にある時、モータMの回転によらず、手動操作や重力等の外力によって、便座2が閉方向に回動されると、モータMに起電力が発生する。この手動閉時起電力Ecは、手動閉時電流Ccを発生する。この時、第二の閉制御スイッチSc2がオン状態となっているため、手動閉時電流Ccは、モータM→第二の閉制御スイッチSc2→第二の開制御保護ダイオードDo2→モータMという経路の閉回路として形成された保護回路中を循環し、熱として消費される。このような保護回路が形成されることにより、手動閉時電流Ccが第一の開制御保護ダイオードDo1を経由して、電源P等、モータ駆動回路10の外部に伝播されるのが防止される。これによって、電源P等の構成部品が手動閉時電流Ccによって損傷を受けることが防止される。なお、第一の開制御保護ダイオードDo1を流れる電流は、厳密にはゼロではないが、一般にダイオードの内部抵抗はFETの内部抵抗に比べてはるかに大きいため、第一の開制御保護ダイオードDo1を介した手動閉時電流Ccのモータ駆動回路10の外への伝播は無視できる程度にまで小さくなる。本明細書においては、このような状態を、電流の伝播が防止された状態と称する。
When the
もし便座全開状態において、第二の閉制御スイッチSc2を含めて全てのスイッチがオフ状態に維持されていると、図10に示したように、手動閉時電流Ccが、順方向に接続されている第一の開制御保護ダイオードDo1を流れて、電源Pまで伝播してしまう。手動閉時電流Ccが電源Pを構成する部品の定格を超えていれば、電源Pが損傷を受けてしまうおそれがある。 If all the switches including the second closing control switch Sc2 are kept in the OFF state in the fully open state of the toilet seat, the manual closing current Cc is connected in the forward direction as shown in FIG. It flows through the first open control protection diode Do1 and propagates to the power source P. If the manual closing current Cc exceeds the ratings of the components constituting the power supply P, the power supply P may be damaged.
一方、位置検出手段によって、便座2が全閉状態にあることが検出されている間は、制御部は、モータ駆動回路10を図4に示した状態に維持する。このとき、第二の開制御スイッチSo2のみがオン状態とされ、それ以外のスイッチSc1,So1,Sc2はオフ状態とされている。
On the other hand, while the position detecting unit detects that the
便座2が全閉状態にある時、モータMの回転によらず、手動操作等の外力によって、便座2が開方向に回動されると、モータMに起電力が発生する。この手動開時起電力Eoは、手動開時電流Coを発生する。この時、第二の開制御スイッチSo2がオン状態となっているため、手動開時電流Coは、モータM→第二の開制御スイッチSo2→第二の閉制御保護ダイオードDc2→モータMという経路の閉回路として形成された保護回路中を循環し、熱として消費される。このような保護回路が形成されることにより、手動開時電流Coが第一の閉制御保護ダイオードDc1を経由して、電源P等、モータ駆動回路10の外部に伝播されることが防止される。これによって、電源P等の構成部品が手動開時電流Coによって損傷を受けることが防止される。
When the
もし便座全閉状態において、第二の開制御スイッチSo2を含めて全てのスイッチがオフ状態に維持されていると、図10に示したように、手動開時電流Coが、順方向に接続されている第一の閉制御保護ダイオードDc1を流れて、電源Pまで伝播してしまう。手動開時電流Coが電源Pを構成する部品の定格を超えていれば、電源Pが損傷を受けてしまうおそれがある。 If all the switches including the second opening control switch So2 are maintained in the OFF state in the fully closed state of the toilet seat, the manual opening current Co is connected in the forward direction as shown in FIG. It flows through the first closed control protection diode Dc1 and propagates to the power source P. If the manual opening current Co exceeds the ratings of the components constituting the power supply P, the power supply P may be damaged.
図5に、具体的な制御方法をフロー図として示す。ステップS0において、制御部が起動され、便座開閉装置の運転が開始されると、ステップS1において、位置検出手段が便座2の開閉位置を確認し、制御部に伝達する。
FIG. 5 shows a specific control method as a flowchart. In step S0, when the control unit is activated and the operation of the toilet seat opening / closing device is started, in step S1, the position detecting unit confirms the open / closed position of the
便座2が全開位置にある場合には、ステップS2で制御部が第二の閉制御スイッチSc2をオン状態とし、モータ駆動回路10を図3の状態とする。この際、第二の閉制御スイッチSc2以外のスイッチがオン状態にあれば、それらをオフ状態とする。
If the
便座2が全閉位置にある場合には、ステップS3で制御部が第二の開制御スイッチSo2をオン状態とし、モータ駆動回路10を図4の状態とする。この際、第二の開制御スイッチSo2以外のスイッチがオン状態にあれば、それらをオフ状態とする。
If the
ステップS2またはステップS3で所定のスイッチがオン状態とされた後、ステップS4で、制御部は、使用者によって手動操作が継続されているかどうかを判定する。手動操作が行われている場合には、ステップS5で手動操作時に特化した制御が実施される。これは、例えばモータMの回転軸を便座2の回動軸から切り離して、自由な手動操作を可能とする等の制御である。
After a predetermined switch is turned on in step S2 or step S3, in step S4, the control unit determines whether the manual operation is continued by the user. If a manual operation is being performed, control specialized for the manual operation is performed in step S5. This is, for example, control such that the rotating shaft of the motor M is separated from the rotating shaft of the
一方、ステップS4で手動操作が行われていないと判定した場合には、ステップS6で、便座2をモータMの駆動力で自動開閉するためのリモコン信号が入力されているかどうかを確認する。リモコン信号が入力されていない場合、つまり使用者が便座2の自動開閉を指示していない場合には、ステップS1に回帰する。
On the other hand, if it is determined in step S4 that no manual operation is performed, it is checked in step S6 whether a remote control signal for automatically opening and closing the
ステップS6でリモコン信号が入力されていると判定した場合には、ステップS7で、便座2の自動開閉制御が行われる。つまり、入力されているリモコン信号に従って、2つの開制御スイッチSo1,So2をオン状態として便座2を自動で開状態とする、あるいは2つの閉制御スイッチSc1,Sc2をオン状態として便座2を自動で閉状態とする等の制御を行う。自動開閉制御が完了すると、ステップS1に回帰する。
If it is determined in step S6 that a remote control signal is input, automatic opening / closing control of the
なお、図5に示した制御様式においては、ステップS1に並行して、あるいはステップS1と交互に、ステップS4が実行され、手動操作が行われないかが、モニターされている。 In the control mode shown in FIG. 5, whether or not manual operation is performed is monitored in parallel with step S1 or alternately with step S1.
以上のように、本実施形態にかかる便座開閉装置においては、便座2が全開状態にある時には、常に第二の閉制御スイッチSc2がオン状態とされ、便座2が全閉状態にある時には、常に第二の開制御スイッチSo2がオン状態とされている。これにより、便座2が手動で開閉された時に、その開閉運動の初期から、手動閉時起電力Ecおよび手動開時起電力Eoの発生による手動閉時電流Ccおよび手動開時電流Coがモータ駆動回路10の外部に伝播することを防止し、電源P等の破損を回避することができる。
As described above, in the toilet seat opening and closing device according to the present embodiment, when the
便座2の移動速度等によって便座2が手動操作されていること検知してから、第二の閉制御スイッチSc2または第二の開制御スイッチSo2をオン状態としても、その後に発生する手動閉時電流Ccおよび手動開時電流Coの伝播を防止することはできる。しかし、この場合は、手動操作が行われていることを検知し、実際にモータ駆動回路10のスイッチの切り替えが完了されるまでに発生した電流Cc,Coは、モータ駆動回路10の外部に伝播してしまい、電源P等を破損するおそれがある。これに対し、本実施形態においては、便座2が全開状態にある間および全閉状態にある間は常に、上記の状態にモータ駆動回路10を維持するので、いつ手動開閉操作が開始されても、その最初から、電流Cc,Coがモータ駆動回路10の外部に伝播するのを防止することができる。なお、手動閉操作が開始される前には便座2が全開状態にあり、手動開操作が開始される前には便座2が全閉状態にある場合がほとんどであるので、便座2が全開または全閉状態にある場合について、このように手動操作による起電力Ec,Eoに起因する電流Cc,Coの伝播を考慮すれば、手動開閉操作による電流伝播を効果的に防止するのに十分である。
Even if the second closing control switch Sc2 or the second opening control switch So2 is turned on after detecting that the
本実施形態にかかる便座開閉装置は、従来一般のモータ駆動用Hブリッジ回路をそのまま用い、便座2の開閉状態に応じてそのスイッチを制御するだけで構成することができる。よって、手動開閉操作による起電力Ec,Eoの発生に起因する電源P等の破損が防止された便座開閉装置を、従来一般のHブリッジ回路をもとにして、簡便かつ安価に製造することができる。
The toilet seat opening and closing device according to the present embodiment can be configured by using a conventional general motor driving H-bridge circuit as it is and simply controlling the switch according to the opening and closing state of the
モータMを駆動するHブリッジ回路の特定のスイッチをオン状態とすることによって、便座2の手動開閉時に発生する起電力Ec,Eoによって流れる電流Cc,Coを閉回路中で循環させる保護回路を構成し、Hブリッジ回路の外部への電流Cc,Coの伝播を防止する構成は、上記の第一の実施形態以外にも考えられる。以下、それらの例を示す。第一の実施形態との共通点については説明を省略する。
By turning on a specific switch of the H bridge circuit that drives the motor M, a protection circuit that circulates the currents Cc and Co flowing by the electromotive forces Ec and Eo generated when the
図6に、本発明の第二の実施形態にかかる便座開閉装置のモータ駆動回路20について、便座全開時および全閉時の構成を示す。ここでは、便座全開時、全閉時とも、モータMの低電位側に設けられた第二の開制御スイッチSo2および第二の閉制御スイッチSc2がオン状態とされ、第一の閉制御スイッチSc1および第一の開制御スイッチSo1がオフ状態とされる。すると、便座全開時に手動閉操作によって手動閉時起電力Ecが発生すると、手動閉時電流Ccは、モータM→第二の閉制御スイッチSc2→第二の開制御スイッチSo2→モータMを経由する閉回路として形成された保護回路を循環する。一方、便座全閉時に手動開操作によって手動開時起電力Eoが発生すると、手動開時電流Coは、モータM→第二の開制御スイッチSo2→第二の閉制御スイッチSc2→モータMを経由する閉回路として形成された保護回路を循環する。このように、手動閉操作、手動開操作のいずれが行われた場合にも、起電力Ec,Eoが発生することによって生じた電流Cc,Coを閉回路たる保護回路の中で循環させ、熱として消費することで、電流Cc,Coがモータ駆動回路20の外部に伝播して電源P等を破損することが防止される。
FIG. 6 shows a configuration of the toilet seat opening / closing apparatus according to the second embodiment of the present invention when the toilet seat is fully opened and when the toilet seat is fully closed. Here, both when the toilet seat is fully opened and when it is fully closed, the second opening control switch So2 and the second closing control switch Sc2 provided on the low potential side of the motor M are turned on, and the first closing control switch Sc1. Then, the first open control switch So1 is turned off. Then, when the manual closing electromotive force Ec is generated by the manual closing operation when the toilet seat is fully opened, the manual closing current Cc passes through the motor M → the second closing control switch Sc2 → the second opening control switch So2 → the motor M. It circulates through a protection circuit formed as a closed circuit. On the other hand, when the manual opening electromotive force Eo is generated by the manual opening operation when the toilet seat is fully closed, the manual opening current Co is passed through the motor M → second opening control switch So2 → second closing control switch Sc2 → motor M. Circulates in a protection circuit formed as a closed circuit. As described above, regardless of whether the manual closing operation or the manual opening operation is performed, the currents Cc and Co generated by the generation of the electromotive forces Ec and Eo are circulated in the protection circuit as the closed circuit, As a result, the currents Cc and Co are prevented from propagating outside the
本第二の実施形態におけるモータ駆動回路20においては、便座全閉時、便座全開時ともに、スイッチのオン/オフ状態が同じとされている。つまり、上記第一の実施形態におけるモータ駆動回路10よりも、制御部によるスイッチ制御の様式が簡素なものとなっている。
In the
図7に、本発明の第三の実施形態にかかる便座開閉装置について、便座全開状態にあるモータ駆動回路30を示す。この時、第一の閉制御スイッチSc1のみがオン状態とされ、それ以外のスイッチSo1,So2,Sc2がオフ状態とされている。すると、便座2の手動閉操作によって手動閉時起電力Ecが発生した際に流れる手動閉時電流Ccは、モータM→第一の開制御保護ダイオードDo1→第一の閉制御スイッチSc1→モータMを経由する閉回路として形成された保護回路中を循環する。手動閉時電流Ccは、この保護回路を循環して熱に変換されることで、電源P等、モータ駆動回路30の外部にはほとんど伝播されなくなる。よって、手動閉時電流Ccによって電源P等の部品が損傷を受けることが防止される。
FIG. 7 shows the
一方、本第三の実施形態にかかる便座開閉装置において、便座2が全閉状態にある時は、モータ駆動回路30は、図8の状態とされる。この時、第一の開制御スイッチSo1のみがオン状態とされ、それ以外のスイッチSc1,So2,Sc2がオフ状態とされている。すると、便座2の手動開操作によって手動開時起電力Eoが発生した際に流れる手動開時電流Coは、モータM→第一の閉制御保護ダイオードDc1→第一の開制御スイッチSo1→モータMを経由する閉回路として形成された保護回路中を循環する。手動閉時電流Coは、この保護回路を循環して熱に変換されることで、電源P等、モータ駆動回路30の外部にはほとんど伝播されなくなる。よって、手動開時電流Coによって電源P等の部品が損傷を受けることが防止される。
On the other hand, in the toilet seat opening and closing device according to the third embodiment, when the
第一の実施形態のモータ駆動回路10と第三の実施形態のモータ駆動回路30では、便座全開時に閉制御スイッチのうちの1つがオン状態とされ、便座全閉時に開制御スイッチのうちの1つがオン状態とされる点において共通している。第一の実施形態のモータ駆動回路10においては、モータMより低電位側のスイッチがオン状態とされ、第三の実施形態のモータ駆動回路30においては、モータMよりも高電位側のスイッチがオン状態とされる点において異なっている。いずれの形態を採用しても、手動開閉時に発生する起電力Ec,Eoによる電流Cc,Coを閉回路内で循環させて、外部に伝播するのを防止することができる。
In the
第三の実施形態にかかる便座開閉装置の変形形態として、第四の実施形態にかかる便座開閉装置について、便座全開時および便座全閉時のモータ駆動回路40の状態を図9に示す。便座全開時、全閉時とも、モータMの高電位側に設けられた第一の閉制御スイッチSc1および第一の開制御スイッチSo1がオン状態とされ、第二の開制御スイッチSo2および第二の閉制御スイッチSc2がオフ状態とされる。すると、便座全開時に手動閉操作によって手動閉時起電力Ecが発生すると、手動閉時電流Ccは、モータM→第一の開制御スイッチSo1→第一の閉制御スイッチSc1→モータMを経由する閉回路として形成された保護回路を循環する。一方、便座全閉時に手動開操作によって手動開時起電力Eoが発生すると、手動開時電流Coは、モータM→第一の閉制御スイッチSc1→第一の開制御スイッチSo1→モータMを経由する閉回路として形成された保護回路を循環する。このように、手動閉操作、手動開操作のいずれが行われた場合にも、起電力Ec,Eoが発生することによって生じた電流Cc,Coを閉回路たる保護回路の中で循環させ、熱として消費することで、電流Cc,Coがモータ駆動回路40の外部に伝播して電源P等を破損することが防止される。
FIG. 9 shows a state of the
本第四の実施形態におけるモータ駆動回路40においては、第二の実施形態にかかるモータ駆動回路20と同様に、便座全閉時、便座全開時ともに、スイッチのオン/オフ状態が同じとされている。つまり、上記第三の実施形態におけるモータ駆動回路30よりも、制御部によるスイッチ制御の様式が簡素なものとなっている。
In the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら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で種々の改変が可能である。上記実施形態においては、各スイッチは、FETにより構成されたが、トランジスタ等、他のスイッチング素子によって構成してもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. In the above-described embodiment, each switch is configured by an FET, but may be configured by another switching element such as a transistor.
また、上記各実施形態においては、Hブリッジ回路によって構成されたモータ駆動回路の4つのスイッチのうち、特定のスイッチをオン状態とすることで、モータ駆動回路の中に、閉回路としての保護回路を形成した。そして、便座の手動開閉操作によって発生する起電力に起因する電流をこの保護回路で循環させ、熱に変換することでモータ駆動回路の外部への電流の伝播を防止した。このように、モータ駆動回路の構成部品を利用してモータ駆動回路の中に保護回路を形成する以外の構成によっても、モータ駆動回路の外部への電流の伝播を防止することができる。例えば、モータ駆動回路とは独立した閉回路として保護回路を形成しておき、便座全開時および全閉時に、適当なスイッチング素子によってこの保護回路をモータ駆動回路に接続する構成を挙げることができる。あるいは、スイッチング素子を用いて、便座全開時および全閉時に、起電力の発生によって低電位側となる方のモータの端子を直接グラウンド電位に接続するような保護回路の構成を挙げることができる。この場合は、便座の手動開閉操作によって生じる起電力に起因する電流は、グラウンド電位に放出される。 Further, in each of the above embodiments, a protection circuit as a closed circuit is included in the motor drive circuit by turning on a specific switch among the four switches of the motor drive circuit configured by the H bridge circuit. Formed. Then, the current caused by the electromotive force generated by the manual opening / closing operation of the toilet seat is circulated in this protection circuit and converted into heat, thereby preventing the current from propagating to the outside of the motor drive circuit. In this way, current propagation to the outside of the motor drive circuit can be prevented even by a configuration other than forming a protection circuit in the motor drive circuit using the components of the motor drive circuit. For example, a protection circuit may be formed as a closed circuit independent of the motor drive circuit, and the protection circuit may be connected to the motor drive circuit by an appropriate switching element when the toilet seat is fully opened and fully closed. Alternatively, a configuration of a protection circuit that uses a switching element to directly connect the terminal of the motor on the low potential side due to generation of electromotive force to the ground potential when the toilet seat is fully opened and fully closed can be exemplified. In this case, the current resulting from the electromotive force generated by the manual opening / closing operation of the toilet seat is released to the ground potential.
さらに、上記実施形態のように、モータを駆動するHブリッジ回路の特定の一部のスイッチを待機状態においてオン状態としておく構成は、便座・便蓋開閉装置に限らず、Hブリッジ回路を用いてモータを正転/反転制御し、手動等外力によって操作される可能性のある種々の装置において、外力によるモータの回転によって生じる起電力が外部へ伝播することを防止することを目的として、適用することができる。 Further, as in the above-described embodiment, the configuration in which a specific part of the switch of the H bridge circuit that drives the motor is turned on in the standby state is not limited to the toilet seat / toilet lid opening / closing device, and an H bridge circuit is used. Applied to various devices that can be operated by external force such as manual rotation by controlling forward / reverse rotation of the motor for the purpose of preventing the electromotive force generated by the rotation of the motor due to the external force from propagating to the outside. be able to.
1 便器
2 便座
3 便蓋
4 (便蓋)回動軸
10,20,30,40 モータ駆動回路
M モータ
P 電源
Sc1 第一の閉制御スイッチ
Sc2 第二の閉制御スイッチ
So1 第一の開制御スイッチ
So2 第二の開制御スイッチ
Dc1 第一の閉制御保護ダイオード
Dc2 第二の閉制御保護ダイオード
Do1 第一の開制御保護ダイオード
Do2 第二の開制御保護ダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記開閉部材が全開位置または全閉位置にあることを前記位置検出手段が検出した際に、前記保護回路が前記モータ駆動回路内に形成または前記モータ駆動回路に接続されることを特徴とする便座・便蓋開閉装置。 An opening / closing member selected from at least one of a toilet seat and a toilet lid, a motor for driving an opening / closing movement of the opening / closing member, a position detecting means for detecting an opening / closing position of the opening / closing member, and a motor for supplying driving power to the motor A driving circuit, and a protection circuit that circulates or releases the electromotive force generated in the motor to the ground potential in a closed circuit when the opening / closing member is opened / closed by an external force regardless of the driving force of the motor,
The toilet seat is formed in the motor drive circuit or connected to the motor drive circuit when the position detecting means detects that the opening / closing member is in the fully open position or the fully closed position. -Toilet lid opening / closing device.
前記保護回路は、前記スイッチング素子の一部をオン状態とすることにより、前記Hブリッジ回路内に形成されることを特徴とする請求項1に記載の便座・便蓋開閉装置。 The motor drive circuit includes a pair of closing control switching elements that can drive the opening / closing member in a closing direction by turning on the state and a pair of opening controls that can drive the opening / closing member in an opening direction by turning on the state. An H-bridge circuit having four switching elements of the switching element and a protection diode connected to each of the switching elements;
2. The toilet seat / toilet lid opening / closing device according to claim 1, wherein the protection circuit is formed in the H bridge circuit by turning on a part of the switching element. 3.
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