特許 7468271 便座装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】便座装置

(51)【国際特許分類】

   A47K 13/24 20060101AFI20240409BHJP

   E03D 9/08 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

A47K13/24

E03D9/08 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020157792

(22)【出願日】2020-09-18

(65)【公開番号】P2022051359

(43)【公開日】2022-03-31

【審査請求日】2023-07-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000010087

【氏名又は名称】ＴＯＴＯ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安形 壮史

(72)【発明者】

【氏名】稲田 大輔

【審査官】神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１７５５２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１５３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平６－２６６９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３１６２５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－０１１４２３３（ＫＲ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４７Ｋ １３／２４

Ｅ０３Ｄ ９／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

便座本体と、
前記便座本体が開閉可能となるように軸支される便座開閉軸部と、
前記便座開閉軸部の動作を検出するセンサと
を備え、
前記センサは、
着座時と便座開閉時とで異なる前記便座開閉軸部の動作を検出し、検出結果に基づいて着座検知および便座開閉検知を行う
ことを特徴とする便座装置。

【請求項2】

前記センサは、加速度センサであり、
前記加速度センサは、着座時および便座開閉時における前記便座開閉軸部の回動に伴う自身の傾きの変化を検出することで、着座検知および便座開閉検知を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の便座装置。

【請求項3】

前記加速度センサは、前後方向の一方側への自身の傾きを検知することで着座検知を行い、前後方向の他方側への自身の傾きを検知することで便座開閉検知を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の便座装置。

【請求項4】

前記便座開閉軸部は、着座時および／または便座開閉時に前記加速度センサの傾きを変化させる出力部を有する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の便座装置。

【請求項5】

前記便座開閉軸部を軸支する軸孔が、上下方向の長さが前後方向の長さよりも長い長孔である
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載の便座装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、便座装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、便座本体を備える便座装置において、便座本体への使用者の着座検知および便座本体の開閉の有無の検知（以下、便座開閉検知という）には、それぞれ異なるセンサが用いられる（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

このようなセンサとして、着座検知には、たとえば、便座開閉軸部に配置された機械式スイッチを用いる方法や、便座本体の内部に配置された静電センサを用いる方法があり、便座開閉検知には、たとえば、便座開閉軸部を軸支する軸受け部に配置された磁気センサを用いる方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－３３４１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、製品の小型化や低コスト化の観点からは、センサの数量を削減することが好ましい。より具体的には、着座検知と便座開閉検知とを共通のセンサで行えることが好ましい。

【0006】

しかしながら、上記したような従来技術のうち、機械式スイッチや静電センサのような着座検知のためのセンサでは、便座開閉検知に兼用させることが困難であった。同様に、磁気センサのような便座開閉検知のためのセンサでは、着座検知に兼用させることが困難であった。

【0007】

実施形態の一態様は、着座検知と便座開閉検知とを共通のセンサで行うことができ、小型化および低コスト化を図ることができる便座装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態の一態様に係る便座装置は、便座本体と、前記便座本体が開閉可能となるように軸支される便座開閉軸部と、前記便座開閉軸部の動作を検出するセンサとを備え、前記センサは、着座時と便座開閉時とで異なる前記便座開閉軸部の動作を検出し、検出結果に基づいて着座検知および便座開閉検知を行うことを特徴とする。

【0009】

このような構成によれば、着座検知および便座開閉検知を共通する１つのセンサで行うことができるため、たとえば、別々にセンサを備えるものに比べて、小型化および低コスト化を図ることができる。

【0010】

また、上記した便座装置では、前記センサは、加速度センサであり、前記加速度センサは、着座時および便座開閉時における前記便座開閉軸部の回動に伴う自身の傾きの変化を検出することで、着座検知および便座開閉検知を行うことを特徴とする。

【0011】

このような構成によれば、着座検知および便座開閉検知を行うセンサに加速度センサを用いることで、加速度センサの動作を検出すればよいことから必ずしもセンサを便座開閉軸部の近傍に配置しなくてもよいため、センサの取り付け位置の自由度を向上させることができる。

【0012】

また、上記した便座装置では、前記加速度センサは、前後方向の一方側への自身の傾きを検知することで着座検知を行い、前後方向の他方側への自身の傾きを検知することで便座開閉検知を行うことを特徴とする。

【0013】

このような構成によれば、加速度センサによる着座検知の傾きと便座開閉検知の傾きとを異なる方向とすることで、誤検知を防止することができる。

【0014】

また、上記した便座装置では、前記便座開閉軸部は、着座時および／または便座開閉時に前記加速度センサの傾きを変化させる出力部を有することを特徴とする。

【0015】

このような構成によれば、出力部によって便座開閉軸部の動作（回動）を増幅して加速度センサへ伝達することができるため、検知手段の大型化を抑制することができる。

【0016】

また、上記した便座装置では、前記便座開閉軸部を軸支する軸孔が、上下方向の長さが前後方向の長さよりも長い長孔であることを特徴とする。

【0017】

このような構成によれば、着座時と便座開閉時とで便座開閉軸部の動作を異なる動作とすることができる。

【発明の効果】

【0018】

実施形態の一態様によれば、着座検知と便座開閉検知とを共通のセンサで行うことができ、小型化および低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施形態に係る便座装置を示す概略平面図である。

【図2】図２は、図１におけるＡ－Ａ線断面斜視図である。

【図3】図３は、図１におけるＢ－Ｂ線断面斜視図である。

【図4A】図４Ａは、便座開閉軸部および加速度センサの動作説明図（その１）である。

【図4B】図４Ｂは、便座開閉軸部および加速度センサの動作説明図（その２）である。

【図4C】図４Ｃは、便座開閉軸部および加速度センサの動作説明図（その３）である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する便座装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0021】

＜便座装置の概要＞
まず、図１を参照して実施形態に係る便座装置１の概要について説明する。図１は、実施形態に係る便座装置１を示す概略平面図である。

【0022】

なお、図１を含む各図には、鉛直上向き（上方）を正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を示している。以下では、説明の便宜上、Ｘ軸の正方向を左方、Ｘ軸の負方向を右方、Ｙ軸の正方向を前方、Ｙ軸の負方向を後方と規定している。このため、以下では、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向、Ｚ軸方向を上下方向という場合がある。

【0023】

便座装置１は、図示しない洋式大便器（以下、便器という）の上部に取り付けられる。なお、便座装置１は、便器に対して着脱可能に取り付けられてもよいし、便器と一体化するように取り付けられてもよい。

【0024】

図１に示すように、便座装置１は、本体部２と、便座部３とを備える。本体部２は、便器の上部において、汚物を受けるボウル部の後方に載置される。本体部２は、ケーシング２１を備える。ケーシング２１には、ボウル部に向けて進出可能な図示しない洗浄ノズルを含む機能部が収容される。なお、洗浄ノズルは、ボウル部に向けて進出して、後述する便座本体３１に着座した使用者の人体局部に向けて洗浄水を吐出する。

【0025】

便座部３は、便座本体３１と、便座開閉軸部３２とを備える。便座本体３１は、本体部２の前方に配置され、便座部３における使用時に使用者が着座する部位である。便座開閉軸部３２は、便座本体３１の後方に配置され、便座部３の左右の基端部となる部位である。

【0026】

便座開閉軸部３２は、後述する開閉軸３３を備える。便座開閉軸部３２では、開閉軸３３がケーシング２１の左右の端部において回動可能に軸支される。このように、便座部３は、開閉軸３３がケーシング２１に軸支されることで、開閉軸３３を回動中心として、ケーシング２１に対して上下方向に開閉可能である。

【0027】

なお、便座装置１は、便蓋を備えてもよい。この場合、便蓋は、便座部３と同様、開閉軸がケーシング２１の左右の端部において回動可能に軸支され、開閉軸を回動中心として、ケーシング２１に対して上下方向に開閉可能である。

【0028】

＜ケーシングの軸受け部＞
次に、図２および図３を参照してケーシング２１の軸受け部２２について説明する。図２は、図１におけるＡ－Ａ線断面斜視図である。図３は、図１におけるＢ－Ｂ線断面斜視図である。なお、図２には、ケーシング２１の軸受け部２２の外観（外部構造）を示し、図３には、ケーシング２１の軸受け部２２の内部構造を示している。

【0029】

図２および図３に示すように、本体部２は、便座本体３１が前方に配置された状態で、ケーシング２１の左右の端部において便座開閉軸部３２を軸支する。この場合、ケーシング２１の左右の側面に形成された軸孔３４（図４Ｂ参照）に対して、円筒形状に形成された開閉軸３３が左右方向に挿通される。

【0030】

図２に示すように、ケーシング２１は、軸受け部２２を備える。軸受け部２２は。軸孔３４に挿通された開閉軸３３を軸支する。軸受け部２２は、筐体２３と、第１軸受け構成部材２４と、第２軸受け構成部材２５と、第３軸受け構成部材２６と、第４軸受け構成部材２７と、付勢部材２８（図３参照）とを備える。

【0031】

図３に示すように、筐体２３は、後述する第１～第４軸受け構成部材２４～２７の下方に配置される。筐体２３は、第３軸受け構成部材２６、第４軸受け構成部材２７および後述する付勢部材２８を収容するとともに、これらを収容した状態でケーシング２１の内面に取り付けられる。

【0032】

筐体２３は、第２軸受け構成部材２５を前後方向に回動可能に支持する。また、筐体２３は、規制部２３１を有する。規制部２３１は、前後方向の前方側に設けられる。

【0033】

第１軸受け構成部材２４は、円筒形状に形成され、便座開閉軸部３２の開閉軸３３が嵌入される。これにより、第１軸受け構成部材２４は、開閉軸３３の回動と共に回動する。このため、第１軸受け構成部材２４は、便座開閉軸部３２に含まれる。

【0034】

第１軸受け構成部材２４は、出力部２４１を有する。出力部２４１は、第１軸受け構成部材２４の外周面から外方に突出するように設けられる。出力部２４１は、第１軸受け構成部材２４の外周面においてカム状に形成される。

【0035】

第２軸受け構成部材２５は、側面視において略直角に屈曲された鉤形状に形成される。第２軸受け構成部材２５は、縦長部２５１と、横長部２５２と、揺動軸２５３とを有する。縦長部２５１は、上下方向に延伸している。横長部２５２は、前後方向に延伸している。縦長部２５１と横長部２５２とは、それぞれの一方の端部同士が接続されている。

【0036】

揺動軸２５３は、縦長部２５１と横長部２５２との接続部分に設けられる。揺動軸２５３は、軸方向が縦長部２５１および横長部２５２のそれぞれと直交するように左右方向に沿って設けられる。第２軸受け構成部材２５は、第１軸受け構成部材２４の後方に配置されるとともに、横長部２５２が第１軸受け構成部材２４の下方に配置される。

【0037】

第３軸受け構成部材２６は、矩形箱状に形成され、上記したように、筐体２３に収容される。第３軸受け構成部材２６は、その底面が開放されている。第３軸受け構成部材２６は、第２軸受け構成部材２５の横長部２５２の下方に配置される。第３軸受け構成部材２６は、凸部２６１と、鉤部２６２とを有する。凸部２６１は、第３軸受け構成部材２６の内部における上面から下方に向けて突出して設けられる。

【0038】

鉤部２６２は、第３軸受け構成部材２６の前後方向に並んだ２つの側面の底部において、２つの側面からそれぞれ外方に突出するように設けられる。

【0039】

第４軸受け構成部材２７は、矩形箱状に形成され、第３軸受け構成部材２６を収容しつつ、上記したように、筐体２３に収容される。第４軸受け構成部材２７は、凸部２７１と、第１規制片２７２と、第２規制片２７３とを有する。凸部２７１は、第４軸受け構成部材２７の底面から上方に向けて突出するように設けられる。凸部２７１は、第３軸受け構成部材２６の凸部２６１と対向する。

【0040】

第１規制片２７２は、第３軸受け構成部材２６の前後方向の２つの側面の外方にこれら２つの側面を挟み込むように設けられる。第２規制片２７３は、前後方向の前方側に設けられる。

【0041】

付勢部材２８は、たとえば、コイルばねであり、第３軸受け構成部材２６の凸部２６１と第４軸受け構成部材２７の凸部２７１との間に配置される。付勢部材２８は、第３軸受け構成部材２６を付勢する。

【0042】

また、筐体２３の規制部２３１と、第４軸受け構成部材２７の第２規制片２７３とは、第２軸受け構成部材２５の横長部２５２の先端部２５２ａに当接することで、第２軸受け構成部材２５の揺動を規制する。また、第４軸受け構成部材２７の第１規制片２７２は、第３軸受け構成部材２６の鉤部２６２と当接することで、第３軸受け構成部材２６の上下方向の直動を規制する。

【0043】

また、図２および図３に示すように、ケーシング２１の内部には、便座開閉軸部３２の動作を検出するセンサ４が設けられる。センサ４は、第２軸受け構成部材２５の縦長部２５１に取り付けられる。センサ４は、たとえば、センサ自身の傾きを検出することが可能な加速度センサ（以下、センサを加速度センサという）である。

【0044】

また、加速度センサ４の近傍には、加速度センサ４に信号を入力し、加速度センサ４から信号を出力する入出力コネクタ４１が設けられる。入出力コネクタ４１は、ケーシング２１に収容された図示しない制御部に接続される。

【0045】

なお、制御部は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）などにより、記憶部（図示せず）に記憶されているプログラムを、ＲＡＭ（Random Access Memory）を作業領域として実行することで実現される。また、図示しない記憶部は、たとえば、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの半導体メモリ素子などによって実現される。

【0046】

ここで、便座装置１においては、着座検知を行う。すなわち、使用者が便座本体３１に着座したか否かの検知を行う。また、便座装置１においては、便座開閉検知を行う。すなわち、便座本体３１の開閉の有無の検知を行う。本実施形態では、従前は別々のセンサで行っていた着座検知および便座開閉検知を、共通のセンサ（加速度センサ）４で行うことができる。具体的には、センサ４は、着座時と便座開閉時とで異なる便座開閉軸部３２の動作を検出し、検出結果に基づいて着座検知および便座開閉検知を行う。

【0047】

＜加速度センサを用いた着座検知および便座開閉検知＞
次に、図４Ａ～図４Ｃを参照して加速度センサ４を用いた着座検知および便座開閉検知について説明する。図４Ａ～図４Ｃは、便座開閉軸部３２および加速度センサ４の動作説明図である。なお、図４Ａ～図４Ｃには、ケーシング２１の軸受け部２２の概略側断面を示している。

【0048】

また、図４Ａには、便座本体３１が閉状態で、かつ、使用者が便座本体３１に着座していない状態を示し、図４Ｂには、使用者が便座本体３１に着座した状態を示し、図４Ｃには、便座本体３１が開状態を示している。

【0049】

図４Ａに示すように、便座本体３１が閉状態で、かつ、使用者が便座本体３１に着座していない状態では、第２軸受け構成部材２５は、縦長部２５１が上下方向に沿って略垂直姿勢であるとともに、横長部２５２が前後方向に沿って略水平姿勢である。この場合、縦長部２５１の姿勢に基づく略垂直な基準線Ｌ１と、横長部２５２の姿勢に基づく略水平な基準線Ｌ２とが揺動軸２５３の中心点Ｐで交わる。なお、基準線Ｌ１と基準線Ｌ２との間の角θは、略直角（９０°程度）である。

【0050】

図４Ｂに示すように、使用者が便座本体３１に着座した状態では、便座本体３１および開閉軸３３に使用者の体重などの荷重Ｍが加わる。この場合、開閉軸３３が挿通されている軸孔３４が、上下方向の長さが前後方向の長さよりも長い長孔であるため、開閉軸３３が荷重Ｍによって下方に沈み込む。

【0051】

開閉軸３３が下方に沈み込むことで、開閉軸３３と共に沈み込む第１軸受け構成部材２４の出力部２４１によって、第２軸受け構成部材２５の横長部２５２が付勢部材（コイルばね）２８の付勢力に抗して下方に向けて押圧される。横長部２５２が下方に押圧されると、第２軸受け構成部材２５が揺動軸２５３（中心点Ｐ）を中心として前方に向けて揺動（回動）する。縦長部２５１が基準線Ｌ１に対して前方に回動し、加速度センサ４が前方に傾き、基準線Ｌ１１となる。この場合、出力部２４１によって加速度センサ４の傾きが変化する。

【0052】

そして、加速度センサ４は、自身の前方側への傾きの変化（Δθ）を検出する。加速度センサ４が前後方向の一方側である前方側に傾いたことで、便座本体３１への着座として検知する。このように、加速度センサ４は、開閉軸３３の回動に伴う自身の前方側への傾きの変化を検出することで、着座検知を行う。

【0053】

図４Ｃに示すように、便座本体３１が開状態では、便座本体３１の回動量Ｒ１に対応する回動量Ｒ２で開閉軸３３が回動している。このため、第２軸受け構成部材２５が、付勢部材（コイルばね）２８によって押し上げられることで、揺動軸２５３（中心点Ｐ）を中心として後方に向けて揺動（回動）する。縦長部２５１が基準線Ｌ１に対して後方に回動し、加速度センサ４が着座検知とは異なる後方に傾き、基準線Ｌ１１となる。この場合、出力部２４１が前方側に逃げることで、加速度センサ４の傾きが顕著に変化する。

【0054】

そして、加速度センサ４は、自身の後方側への傾きの変化（Δθ）を検出する。加速度センサ４が前後方向の他方側である後方側に傾いたことで、便座本体３１の開状態として検知する。このように、加速度センサ４は、開閉軸３３の回動に伴う自身の後方側への傾きの変化を検出することで、便座開閉検知を行う。

【0055】

以上説明したように、実施形態に係る便座装置によれば、着座検知および便座開閉検知を共通する１つのセンサ４で行うことができるため、たとえば、別々にセンサを備えるものに比べて、小型化および低コスト化を図ることができる。

【0056】

また、着座検知および便座開閉検知を行うセンサ４に加速度センサを用いることで、加速度センサ４の動作を検出すればよいことから、必ずしもセンサ４を便座開閉軸部３２の近傍に配置しなくてもよいため、センサ４の取り付け位置の自由度を向上させることができる。

【0057】

また、加速度センサ４による着座検知の傾きと便座開閉検知の傾きとを異なる方向とすることで、誤検知を防止することができる。

【0058】

また、出力部２４１によって便座開閉軸部３２の動作（回動）を増幅して加速度センサ４へ伝達することができるため、検知手段の大型化を抑制することができる。また、便座開閉軸部３２の動作を増幅して加速度センサ４へ伝達するために、たとえば、便座開閉軸部３２の開閉軸３３を大径化するなどの必要もないため、便座装置１の大型化も抑制することができる。

【0059】

また、便座開閉軸部３２の開閉軸３３を軸支する軸孔３４の上下方向の長さが前後方向の長さよりも長い長孔であるため、着座時と便座開閉時とで便座開閉軸部３２の動作を異なる動作とすることができる。

【0060】

なお、上記した実施形態では、着座検知および便座開閉検知を行うセンサ４として加速度センサを用いているが、これに限定されず、加速度センサ以外の傾斜センサや、ジャイロセンサなどの角速度センサを用いてもよい。

【0061】

また、上記した実施形態では、第２軸受け構成部材２５における縦長部２５１と横長部２５２との間の角を略直角（９０°程度）としているが、加速度センサ４の傾きの変化が検出できればよいため、縦長部２５１と横長部２５２との間の角を、たとえば、６０°程度や１２０°程度など、加速度センサ４を配置するスペースに応じて変更してよい。

【0062】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0063】

１ 便座装置
４ センサ（加速度センサ）
３１ 便座本体
３２ 便座開閉軸部
３４ 軸孔
２４１ 出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】