CN111743447A - 开闭部件驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种开闭部件驱动装置，具备对输出轴施力的辅助弹簧，通过避免辅助弹簧和壳体的接触，抑制耐久性降低。开闭部件驱动装置(1)具有：从壳体(10)突出的输出轴(2)、作为驱动源的电动机(3)、将电动机的旋转传递到输出轴的传递机构(4)以及对输出轴施力的辅助弹簧(5)。辅助弹簧具备第一弹簧(51)和配置于第一弹簧的内周侧的第二弹簧(52)。第一弹簧具备将线材(50A)卷绕成螺旋状的弹簧部(510)。中间壳体(16)的内周面具备第一内周面部分(167)和比第一内周面部分靠径向外侧的第二内周面部分(168)，第二内周面部分围绕弹簧部的输出轴侧端部(515)。另外，弹簧部的输出轴侧端部具备小径部(517)。

Description

开闭部件驱动装置

技术领域

本发明涉及一种开闭部件驱动装置，其具备连接开闭部件的输出轴、驱动输出轴的驱动源以及收容驱动源的壳体。

背景技术

作为对西式马桶的马桶座圈或马桶盖等开闭部件进行开闭的开闭部件驱动装置，使用经由齿轮组等传递机构将电动机等驱动源的旋转传递到输出轴的装置。在专利文献1中公开了这种开闭部件驱动装置(盖体开闭装置)。在专利文献1的盖体开闭装置中，装入有对输出轴施力而辅助开闭部件的开闭的辅助弹簧。另外，装入有转矩限制器，以防止在开闭部件突然被开闭时过大的负载施加到电动机及传递机构而使其损坏。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-200458号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1的盖体开闭装置中，电动机及减速齿轮组被收容在壳体内。输出轴具备与减速齿轮组的最终齿轮啮合的齿轮部和从齿轮部的中心向轴线方向延伸的轴部，轴部的前端突出到壳体的外部。辅助弹簧配置于轴部的外周侧。辅助弹簧的一端配置于设置在齿轮部的端面的固定孔中。辅助弹簧的另一端与设置于壳体的内壁的卡止部卡止。

在专利文献1中，辅助弹簧的外周侧被壳体围绕。如果在壳体的内侧不能较宽阔地取得辅助弹簧的配置空间，则不能增大辅助弹簧和壳体的余隙(间隙)。因此，在输出轴旋转且辅助弹簧挠曲时，辅助弹簧可能会向预期外的方向变形而使得辅助弹簧与壳体接触。若辅助弹簧和壳体反复接触，应力就会集中在接触的部位，辅助弹簧的耐久性可能降低。

鉴于以上的问题，本发明的技术问题在于提供一种开闭部件驱动装置，其具备对输出轴施力的辅助弹簧，其中，通过避免辅助弹簧和壳体的接触，抑制耐久性的降低。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种开闭部件驱动装置，其特征在于，具有：壳体；输出轴，所述输出轴从所述壳体突出；电动机，所述电动机收容于所述壳体内；传递机构，所述传递机构收容于所述壳体内，并将所述电动机的旋转传递到所述输出轴；以及辅助弹簧，伴随所述输出轴向第一旋转方向的旋转，所述辅助弹簧产生将所述输出轴向与所述第一旋转方向相反一侧的第二旋转方向施力的辅助力，所述辅助弹簧具备将线材卷绕成螺旋状的弹簧部，所述壳体具备围绕所述弹簧部的内周面，所述内周面具备第一内周面部分及比所述第一内周面部分靠径向外侧的第二内周面部分，所述第二内周面部分围绕所述弹簧部的输出轴侧端部。

根据本发明，围绕将线材卷绕成螺旋状的弹簧部的壳体的内周面具备第一内周面部分及比所述第一内周面部分靠径向外侧的第二内周面部分，所述第二内周面部分围绕所述弹簧部的输出轴侧端部。因此，因为弹簧部的输出轴侧端部和壳体的(余隙)间隙较大，所以即使在弹簧部因来自输出轴的负载而变形的情况下，变形较大的输出轴侧端部和壳体接触的风险也少。因此，能够减少应力因辅助弹簧和壳体接触而集中于接触部位、从而辅助弹簧的耐久性降低的风险。

另外，根据本发明，因为在壳体的内周面的一部分设置位于径向外侧的第二内周面部分，所以能够减少壳体的壁厚薄的部分。因此，能够抑制壳体的强度降低。此外，因为壳体的第一内周面部分与弹簧部之间的余隙小于第二内周面部分与弹簧部之间的余隙，所以能够抑制弹簧部的径向的位置精度降低。由此，能够减少弹簧部的输出轴侧端部和第二内周面部分的余隙的偏差。因此，即使在输出轴侧端部变形的情况下，也能够减少辅助弹簧和壳体接触的风险。

在本发明中，理想的是，所述第二内周面部分配置于所述线材从所述弹簧部的所述输出轴侧的卷绕结束位置起被至少卷绕一圈的部分的径向外侧。这样，如果从弹簧部的输出轴侧的卷绕结束位置起至少一圈被第二内周面部分围绕，则输出轴侧的第一圈部分和壳体接触的风险小。因此，辅助弹簧和壳体接触而降低辅助弹簧的耐久性的风险少。

在本发明中，理想的是，所述弹簧部具备卷绕直径恒定的弹簧部本体和卷绕直径比所述弹簧部本体小的小径部，所述小径部设置于所述输出轴侧端部。这样，如果减小弹簧部的输出轴侧端部的卷绕直径，则能够进一步增大输出轴侧端部和壳体之间的余隙。由此，即使在输出轴侧端部因来自输出轴的负载而变形的情况下，也能够进一步减少输出轴侧端部与壳体接触的风险。因此，能够进一步减少辅助弹簧和壳体接触而降低辅助弹簧的耐久性的风险。

在本发明中，理想的是，所述小径部是所述线材从卷绕直径开始比所述弹簧部本体变小的第一位置卷绕到所述弹簧部的所述输出轴侧的卷绕结束位置即第二位置的部分，所述第二位置的径向位置与所述第一位置相同。这样，在小径部的卷绕开始位置(第一位置)和卷绕结束位置(第二位置)的径向的位置相同的情况下，从卷绕结束位置(第二位置)向输出轴侧延伸的弹簧端部的径向位置与弹簧部本体的径向位置一致。因此，弹簧部因来自输出轴的载荷而倾斜的风险少，所以能够减少弹簧部和壳体接触的风险。

在本发明中，理想的是，所述辅助弹簧由截面为矩形的线材构成。通过使用截面为矩形的线材，与使用相同直径的截面为圆形的线材的情况相比，能够增大弹簧常数。因此，因为能够在不改变弹簧性能的情况下将辅助弹簧小型化，所以能够增大辅助弹簧和壳体的余隙。因此，即使在辅助弹簧的输出轴侧端部变形的情况下，也能够减少辅助弹簧和壳体接触的风险。

(发明效果)

根据本发明，围绕将线材卷绕成螺旋状的弹簧部的壳体的内周面具备第一内周面部分及比所述第一内周面部分靠径向外侧的第二内周面部分，所述第二内周面部分围绕所述弹簧部的输出轴侧端部。因此，因为弹簧部的输出轴侧端部和壳体之间的余隙(间隙)较大，所以即使在弹簧部因来自输出轴的载荷而变形的情况下，变形较大的输出轴侧端部和壳体接触的风险也较少。因此，能够减少应力因辅助弹簧和壳体接触而集中于接触部位、从而辅助弹簧的耐久性降低的风险。

附图说明

图1是应用了本发明的开闭部件驱动装置的外观立体图。

图2是具备图1的开闭部件驱动装置1的西式马桶的说明图。

图3是图1的开闭部件驱动装置的剖视图。

图4是图1的开闭部件驱动装置的分解立体图。

图5是从第一方向的另一侧观察电动机、驱动力传递机构以及输出轴时的立体图。

图6是输出齿轮及输出轴的分解立体图。

图7是输出齿轮、输出轴以及辅助弹簧的分解立体图。

图8是从第一方向的另一侧观察第一壳及中间壳体时的立体图。

图9是中间壳体及第一弹簧的俯视图及剖视图。

图10是第一弹簧的俯视图及剖视图。

图11是表示输出轴处于基准位置时的辅助弹簧的状态的说明图。

图12是表示输出轴处于第二弹簧的作用开始位置时的辅助弹簧的状态的说明图。

图13是表示输出轴处于第一弹簧的作用开始位置时的辅助弹簧的状态的说明图。

附图标记说明

1…开闭部件驱动装置；2…输出轴；3…电动机；4…传递机构；5…辅助弹簧；6…支承部；7…肋；8…电位计；9…开口部；10…壳体；11…第一侧壁；12…第二侧壁；13…第三侧壁；14…第四侧壁；15…第一壳体；16…中间壳体；17…第二壳体；18…加强部件；19…O型环；21…基部；22…连接轴；23…凸部；24…圆形凹部；25…弹簧卡止孔；30…电动机本体；31…旋转轴；32…轴承部件；33…承接部；34…弹簧承接部；40…蜗杆；41…第一齿轮；42…第二齿轮；43…第三齿轮；44…第四齿轮；45…输出齿轮；46…转矩限制器；50A…线材；50B…线材；61…槽部；71…内周缘；72A、72B…圆弧部；73…突出部；74A、74B…直线部；81…电位计齿轮；82…检测部；100…西式马桶；110…马桶本体；120…马桶座圈；130…马桶盖；140…水箱；151…底板；152…框部；153…弹簧保持部；154…弹簧卡止孔；155…倾斜面；161…中间板；162…中间框部；163…开口部；164…开口部；165…框部分；166…圆弧状框部分；167…第一内周面部分；168…第二内周面部分；181…加强部件侧开口部；182…轴保持部；183…输出齿轮承接部；411…第一大径齿轮；412…第一小径齿轮；413…第一支轴；421…第二大径齿轮；422…第二小径齿轮；423…第二支轴；431…第三大径齿轮；432…第三小径齿轮；433…第三支轴；450…圆环状部；451…中心孔；452…凹部；453…缺口部；454…第一面；455…第二面；510A…第一圈、510…弹簧部；511…第一端部；512…第二端部；513…直线状部分；515…输出轴侧端部；515A…第二位置；516…弹簧部本体；517…小径部；517A…第一位置；520…弹簧部；521…第一端部；522…第二端部；CCW…第二旋转方向；CW…第一旋转方向；D0、D1…卷绕直径；L…输出轴的轴线；L1…电动机的旋转中心线；P…支承部的径向的中心；R1…第一作用开始位置；R2…第二作用开始位置；S…径向间隙；X…第三方向；Y…第二方向；Z…第一方向。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是应用了本发明的开闭部件驱动装置1的外观立体图。图2是具备图1的开闭部件驱动装置1的西式马桶100的说明图。图3是图1的开闭部件驱动装置1的剖视图，是图1的A－A剖视图。图4是图1的开闭部件驱动装置1的分解立体图。图5是从第一方向Z的另一侧Z2观察电动机3、传递机构4及输出轴2时的立体图。

在本说明书中，将相互正交的三个方向设为第一方向Z、第二方向Y及第三方向X。第一方向Z是输出轴2的轴线L的方向，第二方向Y是壳体10的长边方向，第三方向X是壳体10的短边方向(宽度方向)。另外，将第一方向Z的一侧设为Z1，另一侧设为Z2，将第二方向Y的一侧设为Y1，另一侧设为Y2，将第三方向X的一侧设为X1，另一侧设为X2。输出轴2从壳体10突出的一侧是第一方向Z的另一侧Z2，在壳体10中配置输出轴2的一侧是第二方向Y的一侧Y1。

(整体结构)

图1所示的开闭部件驱动装置1是使盖或门等开闭部件转动而打开/关闭的装置。图2所示的西式马桶100具有马桶本体110、马桶座圈120、马桶盖130及水箱140。马桶座圈120及马桶盖130分别与开闭部件驱动装置1的输出轴2(参照图3)连接。马桶座圈120及马桶盖130通过输出轴2的旋转，向盖在马桶本体110上的关闭姿势及从马桶本体110立起的打开姿势位移。此外，西式马桶100也可以是通过开闭部件驱动装置1仅使马桶座圈120及马桶盖130之一转动的结构。

如图3所示，开闭部件驱动装置1具有电动机3、输出轴2、将电动机3的驱动力传递到输出轴2的传递机构4、对输出轴2施力的辅助弹簧5、以及收容电动机3及传递机构4的壳体10。输出轴2具备收容于壳体10的基部21和从壳体10的开口部9突出的连接轴22。在连接轴22上连接图2所示的马桶座圈120、马桶盖130等开闭部件。如图1所示，在从作为输出轴2的轴线方向的第一方向Z观察时，壳体10具备在第二方向Y上细长的形状。配置输出轴2的壳体10的开口部9位于壳体10的长边方向即第二方向Y的一侧的端部。

壳体10为树脂制。如图1所示，壳体10具备与第二方向Y平行地延伸的第一侧壁11及第二侧壁12。另外，壳体10具备连接第一侧壁11及第二侧壁12的第二方向Y的另一侧Y2的一端的第三侧壁13以及连接第一侧壁11及第二侧壁12的第二方向Y的一侧Y1的一端的第四侧壁14。第三侧壁13在第三方向X上以直线状延伸。第四侧壁14是向第二方向Y的一侧Y1突出的凸形状。在本实施方式中，从第一方向Z的另一侧Z2观察时，第四侧壁14为半圆形的弯曲面。

如图1、图3所示，壳体10具备沿着第一方向Z排列的第一壳体15、中间壳体16及第二壳体17。第一壳体15位于中间壳体16的第一方向Z的一侧Z1，第二壳体17位于中间壳体16的第一方向Z的另一侧Z2。通过将中间壳体16固定于第一壳体15并将第二壳体17固定于中间壳体16来组装壳体10。

第一壳体15具备底板151和从底板151的外周缘延伸到第一方向Z的另一侧Z2的框部152。框部152构成壳体10的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13及第四侧壁14的第一方向Z的一侧Z1的端部。在第一壳体15固定有电动机3。电动机3具备电动机本体30和从电动机本体30突出的旋转轴31。旋转轴31朝向与输出轴2的轴线L交叉的方向。在本实施例中，旋转轴31的旋转中心线L1(参照图4)与输出轴2的轴线L正交。另外，从第一方向Z观察时，旋转轴31相对于第二方向Y(壳体10的长边方向)倾斜。旋转轴31的前端由被第一壳体15保持的轴承部件32可旋转地支承。

中间壳体16具备中间板161和从中间板161的外周缘延伸到第一方向Z的另一侧Z2的中间框部162。中间框部162构成壳体10的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13及第四侧壁14的第一方向Z的中间部分。构成传递机构4的多个齿轮中的一部分齿轮收容在中间壳体16中。另外，输出轴2的基部21收容在中间壳体16中。

板状加强部件18固定在中间壳体16的第二壳体17侧的端部。加强部件18的刚性高于壳体10的刚性。在本实施例中，加强部件18为金属制。在加强部件18上设置有加强部件侧开口部181，输出轴2从加强部件侧开口部181向第一方向Z的另一侧Z2突出。另外，在加强部件18上安装有电位计8。电位计8在第二方向Y上配置于与输出轴2相反一侧(第二方向Y的另一侧Y2)的端部。

电位计8具备与构成传递机构4的多个齿轮中的某一个齿轮啮合的电位计齿轮81(参照图5)和检测电位计齿轮81的旋转角度位置的检测部82(参照图3、图4)。检测部82具备电路基板。电位计齿轮81位于加强部件18的第一方向Z的一侧Z1，与第三齿轮的第三小径齿轮啮合。检测部82位于加强部件18的另一侧Z2，电路基板固定至加强部件18上。

第二壳体17为板状，从第一方向Z的另一侧Z2盖在中间壳体16上。第二壳体17连接至壳体10的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13以及第四侧壁14的第一方向Z的另一侧Z2的端部，从第一方向Z的另一侧Z2覆盖加强部件18。第二壳体17具备从第一方向Z观察时贯通与加强部件侧开口部181重叠的部位的开口部9。如图3所示，配置于开口部9的输出轴2和开口部9的内周面的间隙由O型圈19密封。

如图5所示，传递机构4从驱动力传递路径的上游侧朝向下游侧，具备蜗杆40、第一齿轮41、第二齿轮42、第三齿轮43、第四齿轮44以及输出齿轮45。蜗杆40固定于电动机3的旋转轴31的外周侧。如图4所示，蜗杆40及第一齿轮41配置于第一壳体15内。如图3所示，第二齿轮42、第三齿轮43、第四齿轮44及输出齿轮45配置于中间壳体16内。

第一齿轮41具备与蜗杆40啮合的第一大径齿轮411和与第一大径齿轮411同轴且外径尺寸小于第一大径齿轮411的第一小径齿轮412。第一大径齿轮411位于第一小径齿轮412的第一方向Z的一侧Z1。第一齿轮41被在第一方向Z上延伸的第一支轴413(参照图4)可旋转地支承。第一支轴413的一端部被第一壳体15的底板151保持，另一端部被中间壳体16的中间板161保持。第一齿轮41具备在第一大径齿轮411和第一小径齿轮412之间维持/切断驱动力的传递的转矩限制器46。

第二齿轮42是具备与第一小径齿轮412啮合的第二大径齿轮421和与第二大径齿轮421同轴且外径尺寸小于第二大径齿轮421的第二小径齿轮422的复合齿轮。第二大径齿轮421位于第二小径齿轮422的第一方向Z的一侧Z1。第二大径齿轮421经由设置于中间壳体16的中间板161上的开口部163(参照图8)与第一小径齿轮412啮合。第二齿轮42被在第一方向Z上延伸的第二支轴423(参照图5)可旋转地支承。

第三齿轮43是具备与第二小径齿轮422啮合的第三大径齿轮431和与第三大径齿轮431同轴且外径尺寸小于第三大径齿轮431的第三小径齿轮432的复合齿轮。第三大径齿轮431位于第三小径齿轮432的第一方向Z的一侧Z1。第三齿轮43被在第一方向Z上延伸的第三支轴433可旋转地支承。第三支轴433的一端部被中间壳体16的中间板161保持，另一端部贯通加强部件18被第二壳体17保持。

第四齿轮44是与第三小径齿轮432及输出齿轮45啮合的正齿轮。第四齿轮44和输出齿轮45在第二方向Y上排列。第四齿轮44被配置成与第二齿轮42同轴，且被第二支轴423可旋转地支承。第二支轴423的一端部被中间壳体16保持，另一端部被加强部件18保持。即，加强部件18具备轴保持部182(参照图3)，其保持支承第二齿轮42及第四齿轮44的第二支轴423。

图6是输出齿轮45及输出轴2的分解立体图。输出齿轮45为金属制。树脂制的输出轴2同轴地固定在输出齿轮45上。输出齿轮45是具备在第一方向Z上开口的中心孔451的环状部件。在中心孔451的内周面沿周向设置有多个凹部452，在输出轴2的基部21的外周面设置有与输出齿轮45的内周面的凹部452嵌合的多个凸部23。因此，输出齿轮45和输出轴2以绕轴线L不能相对旋转的状态连接。输出轴2的基部21为树脂部，通过热铆接固定于输出齿轮45。

输出齿轮45由加强部件18可旋转地支承。输出齿轮45在第一方向Z的另一侧Z2的端部具备外周面不具有齿部的圆环状部450。另一方面，加强部件18在加强部件侧开口部181的外周缘部分具备输出齿轮承接部183，其从外周侧可旋转地支承输出齿轮的圆环状部450(参照图3)。输出齿轮承接部183是向加强部件18上的加强部件侧开口部181的第一方向的另一侧弯曲延伸的环状筒部，例如通过翻边加工而形成。

图7是输出齿轮45、输出轴2及辅助弹簧5的分解立体图。如图3、图7所示，辅助弹簧5具备第一弹簧51及第二弹簧52。第一弹簧51及第二弹簧52是扭力螺旋弹簧。如图3所示，第二弹簧52配置于第一弹簧51的内周侧。第一弹簧51位于输出齿轮45的第一方向Z的一侧Z1。另外，第二弹簧52位于输出轴2的第一方向Z的一侧Z1，且位于第一弹簧51的内周侧。

如图7所示，第一弹簧51具备将截面为矩形的线材50A卷绕成螺旋状的弹簧部510、从弹簧部510向第一方向Z的一侧Z1延伸的第一端部511、以及从弹簧部510向第一方向Z的另一侧Z2延伸的第二端部512。如图5所示，第一弹簧51的第二端部512配置于缺口部453，该缺口部453是通过将输出齿轮45的外周面向内周侧切口而形成的。输出齿轮45在除缺口部453以外的范围的外周面上形成有齿部。缺口部453具备设置于周向的一端的第一面454及设置于周向的另一端的第二面455。如后述，当输出轴2旋转到规定角度位置时，第二端部512与第二面455接触。当输出轴2进一步旋转时，输出轴2经由输出齿轮45被第一弹簧51施力。

图8是从第一方向Z的另一侧Z2观察第一壳体15及中间壳体16时的立体图。如图3、图8所示，中间壳体16具备从中间板161向第一方向Z的另一侧Z2突出的支承部6。如图3所示，支承部6位于第一弹簧51及第二弹簧52的内周侧，向比第一弹簧51及第二弹簧52靠第一方向Z的另一侧Z2的位置突出。即，第一弹簧51及第二弹簧52由支承部6保持，并且由中间板161从第一方向Z的一侧Z1支承。

在本实施方式中，电动机3配置于中间板161的第一方向Z的一侧Z1。中间板161将壳体10的内部空间划分为配置电动机3的下部空间和配置输出轴2及辅助弹簧5等的上部空间。电动机3具备从第一方向Z的一侧Z1支承中间板161的承接部33。承接部33是电动机本体30的第一方向Z的另一侧Z2的侧面，例如由金属制的电动机壳体构成。在本实施方式中，因为电动机本体30截面为方形，所以承接部33是与轴线L垂直的平坦面。承接部33支承中间板161，并且从在轴线L方向上与输出轴2相反的一侧(即，第一方向Z的一侧Z1)对支承部6进行支承。

输出轴2及输出齿轮45由支承部6的前端部分可旋转地支承。输出轴2在基部21的第一方向Z的一侧Z1的端面设置有向另一侧Z2凹陷的圆形凹部24，支承部6其前端部分配置于圆形凹部24，与圆形凹部24的底面接触。在此，支承部6的第一方向Z的另一侧Z2的前端延伸至可旋转地支承输出齿轮45的圆环状部450的加强部件18的输出齿轮承接部183的内周侧的位置。

如图8所示，在中间壳体16上设置有沿第一方向Z贯通中间板161的开口部164。开口部164在中间壳体16的中间框部162设置于与第二方向Y平行地延伸的一对框部分中位于第三方向X的一侧X1的框部分165和支承部6之间。开口部164设置于在支承部6的外周侧安装了第一弹簧51及第二弹簧52的情况下能够配置第一弹簧51的第一端部511的位置。另外，在第一壳体15上，在从第一方向Z观察时与中间壳体16的开口部164重叠的位置设置有弹簧保持部153。弹簧保持部153具备向第一方向Z的一侧Z1凹陷的弹簧卡止孔154。第一弹簧51的第一端部511从中间壳体16的开口部164向第一方向Z的一侧Z1突出，被插入到设置于第一壳体15的弹簧保持部153的弹簧卡止孔154中。

在第一壳体15上，弹簧保持部153由电动机3从与弹簧卡止孔154开口的方向即第一方向Z交叉的方向支承。即，电动机3具备从与弹簧卡止孔154的开口方向(第一方向Z)交叉的方向承接弹簧保持部153的弹簧承接部34。如图8所示，弹簧保持部153从第一壳体15的框部152的内表面向电动机本体30所在的一侧(第三方向X的另一侧X2)突出。弹簧保持部153具备在第三方向X的另一侧X2的端部被切口成与电动机本体30的侧面平行的倾斜面155。当电动机3收容于第一壳体15内时，弹簧保持部153的倾斜面155由电动机本体30的侧面从第三方向X的另一侧X2支承。即，弹簧承接部34是电动机本体30的侧面，例如由金属制的电动机壳体构成。

如图7所示，第二弹簧52具备将截面为圆形的线材50B卷绕成螺旋状的弹簧部520、从弹簧部520的第一方向Z的一侧Z1的端部向径向内侧弯曲并以直线状延伸的第一端部521、以及从弹簧部520向第一方向Z的另一侧Z2延伸的第二端部522。第二弹簧52的第一端部521配置于设置在支承部6的槽部61(参照图8、图9的(b)、图10的(b)。由此，第二弹簧52的第一端部521被卡止到中间壳体16。另外，如图7所示，输出轴2具备设置于基部21的一侧Z1的端面的弹簧卡止孔25。第二弹簧52的第二端部522配置于输出轴2的弹簧卡止孔25中。

如图8所示，中间壳体16在支承部6的外周侧具备沿周向延伸的肋7。肋7从中间板161向第一方向Z的另一侧Z2突出。在将第一弹簧51及第二弹簧52安装至支承部6的外周侧时，肋7的周向的一端配置于第一弹簧51和第二弹簧52之间(参照图3)。肋7的内周缘71为圆弧状。即，肋7的内周缘71为沿着配置于内周侧的弹簧即第二弹簧52的弹簧部520的外周的形状。另一方面，肋7的外周缘在周向的两端分别设置有沿着第一弹簧51的弹簧部510的内周的圆弧部72A、72B，在周向的中央设置有向径向外侧突出的突出部73。突出部73为向开口部164的内侧突出的形状。另外，肋7的外周缘设置有突出部73的前端的周向两侧分别沿圆弧部72A、72B的切线方向延伸的直线部74A、74B。

如图7所示，第一弹簧51具备直线状部分513，该直线状部分513从弹簧部510的第一方向Z的一侧Z1的端部的第一圈510A的卷绕开始位置向第一圈510A的切线方向延伸，第一端部511从直线状部分513的前端向第一方向Z的一侧Z1弯曲并延伸。在设置于中间壳体16的肋7中，设置于周向的一侧的端部的圆弧部72A沿着弹簧部510的第一圈510A的卷绕开始部分的内周延伸。另外，从圆弧部72A延伸至突出部73的前端的直线部74A沿着直线状部分513延伸。第一弹簧51配置为弹簧部510的第一圈510A的卷绕开始部分及直线状部分513沿着肋7的外周缘延伸的状态。由此，由肋7的突出部73实现第一弹簧51的止转，并且第一弹簧51的直线状部分513被定位在朝向开口部164延伸的角度位置。

肋7的第一方向Z的突出高度小于构成第一弹簧51的线材50A的线径。第一弹簧51的弹簧部510的第一圈510A的卷绕结束部分在肋的突出部分73的第一方向Z的一侧Z1沿周向延伸。因此，突出部73作为从第一方向Z的一侧Z1支承第一弹簧51的承接部发挥功能。

(第一弹簧和中间壳体的防接触结构)

图9的(a)是中间壳体16及第一弹簧51的俯视图，图9的(b)是中间壳体16及第一弹簧51的剖视图(图9的(a)的B－B剖视图)。图10的(a)是第一弹簧51的俯视图，图10的(b)是第一弹簧51的侧视图。如图8、图9所示，中间壳体16的框部162具备以从中间板161突出的支承部6为中心呈圆弧状延伸的圆弧状框部分166。圆弧状框部分166围绕第一弹簧51的外周侧。

圆弧状框部分166的内周面具备第一内周面部分167和第二内周面部分168，该第一内周面部分167从中间板161立起到第一弹簧51的高度方向(第一方向Z)的中途位置，该第二内周面部分168设置于第一内周面部分167的第一方向Z的另一侧Z2。第二内周面部分168是与第一内周面部分167同轴的圆弧面，比第一内周面部分167靠径向外侧。第二内周面部分168延伸至圆弧状框部分166的第一方向Z的另一侧Z2的前端附近。如图9的(b)所示，当将第一弹簧51安装到支承部6的外周侧时，弹簧部510的第一方向Z的一侧Z1的部分由第一内周面部分167围绕。另外，弹簧部510的第一方向Z的另一侧Z2的端部即输出轴侧端部515由第二内周面部分168围绕。

如图10的(b)所示，第一弹簧51具备线材50A的卷绕直径恒定的弹簧部本体516和将线材50A以比弹簧部本体516的卷绕直径D0小的卷绕直径D1卷绕而成的小径部517。小径部517设置于弹簧部510的输出轴侧端部515。线材50A的卷绕直径从弹簧部本体516的卷绕结束位置即第一位置517A开始变小。小径部517是所述线材50A从第一位置517A到弹簧部510的输出轴侧的卷绕结束位置即第二位置515A被卷绕一圈的部分。

如图9的(b)所示，弹簧部510的输出轴侧端部515被比第一内周面部分167靠径向外侧的第二内周面部分168围绕。因此，弹簧部510的输出轴侧端部515和中间壳体16之间的径向余隙(间隙)大于弹簧部510的第一方向Z的一侧Z1的端部和中间壳体16之间的径向余隙。弹簧部510将从输出轴侧的卷绕结束位置即第二位置515A朝向第一方向Z的一侧Z1至少卷绕一圈线材50A的部分配置于第二内周面部分168的内周侧。在本实施方式中，将从第二位置515A朝向第一方向Z的一侧Z1被卷绕了三圈线材50A的部分配置于第二内周面部分168的内周侧。

另外，弹簧部510的输出轴侧端部515具备小径部517。通过设置小径部517，输出轴侧端部515和中间壳体16之间的径向的余隙进一步增大。小径部517是在弹簧部510的第一方向Z的另一侧Z2的端部卷绕一圈的部分，是在从输出轴2侧向弹簧部510施加载荷的情况下最大幅度地在径向上移动的部位。

如图10的(a)、图10的(b)所示，小径部517的卷绕结束位置即第二位置515A与小径部517的卷绕开始位置即第一位置517A的径向位置相同。在本实施方式中，因为小径部517卷绕有一圈线材50A，所以第二位置515A和第一位置517A的周向位置也相同，从第一方向Z观察时，第二位置515A和第一位置517A重叠。因此，小径部517不与弹簧部本体516同轴，而是使弹簧部本体516和小径部517靠近第一位置517A及第二位置515A侧的配置。第一弹簧51的第二端部512从小径部517的卷绕结束位置即第二位置515A向第一方向Z的另一侧Z2弯曲并延伸，因此，从第一方向Z观察时与弹簧部本体516重叠。

(动作)

在开闭部件驱动装置1中，当电动机3被正向或反向驱动时，电动机3的驱动力经由传递机构4被传递到输出轴2，输出轴2向第一旋转方向CW或第二旋转方向CCW旋转。由此，固定在输出轴2上的马桶座圈、马桶盖等开闭部件向打开方向或关闭方向旋转。当开闭部件旋转时，电位计8输出对应于开闭部件的位置的信号。另外，当连接于输出轴2的开闭部件向第一旋转方向CW旋转时，辅助弹簧5向输出轴2施加使输出轴2绕轴线L向与第一旋转方向CW相反的第二旋转方向CCW旋转的弹力。即，在驱动开闭部件时，对输出轴2施力的辅助力施加于输出轴2。另外，因为传递机构4在第一齿轮41上具备转矩限制器46，所以在过大的负载从开闭部件经由输出轴2施加到传递机构4的情况下，转矩限制器46发挥作用，阻断由传递机构4对驱动力的传递。由此，能够防止传递机构4由于来自外部的过大的负载而损坏。

(辅助弹簧的作用角度范围)

辅助弹簧5的第一弹簧51和第二弹簧52的作用角度范围(产生弹力的角度范围)不同。在开闭部件是马桶座圈或马桶盖的情况下，表示使开闭部件从基准位置旋转规定角度时的旋转负载和自基准位置起的旋转角度的关系的负载曲线不是表示简单的比例关系的形状。因此，通过组合作用角度范围不同的多个弹簧，使得表示电动机3的驱动力和第一弹簧51及第二弹簧52的弹力之和与旋转角度的关系的曲线图接近负载曲线。

图11是表示输出轴2处于基准位置R0时的辅助弹簧5的状态的说明图。图12是表示输出轴2处于第二弹簧52的作用开始位置R2时的辅助弹簧5的状态的说明图。图11的(a)、图12的(a)表示输出轴2的旋转位置，图11的(b)、图12的(b)表示辅助弹簧5的状态。图13是表示输出轴2处于第一弹簧51的作用开始位置R1时的辅助弹簧5的状态的说明图。

如图11的(a)所示，当输出轴2处于基准位置R0时，第一弹簧51的第二端部512位于输出齿轮45的缺口部453的靠周向的一侧，且远离第二面455。因此，不从第一弹簧51向输出齿轮45施加弹力。另外，如图11的(b)所示，第二弹簧52的第一端部521位于设置在支承部6的槽部61的周向的中央。槽部61为以下形状：周向宽度(槽宽)随着从支承部6的径向的中心朝向径向外侧而变大，第一端部521在与槽部61的内表面不接触的范围内向周向移动。因此，不从第二弹簧52向输出轴2施加弹力。

如图12的(a)所示，当输出轴2向第一旋转方向CW旋转至第二弹簧52的作用开始位置R2时，第一弹簧51的第二端部512接近第二面455，但仍然与第二面455分离。因此，不从第一弹簧51向输出齿轮45施加弹力。另一方面，如图12的(b)所示，随着输出轴2的旋转，第二弹簧52的第一端部521在槽部61内向第一旋转方向CW倾斜，与槽部61的内表面接触。因此，当输出轴2从此处进一步向第一旋转方向CW旋转时，第二弹簧52变形，产生弹力。

接着，如图13所示，当输出轴2进一步向第一旋转方向CW旋转到第一弹簧51的作用开始位置R1时，第一弹簧512的第二端部512与第二面455接触。因此，在输出轴2从此处进一步向第一旋转方向CW旋转的情况下，第一弹簧51变形而产生弹力。从以上可以看出，从基准位置R0到第二弹簧52的作用开始位置R2，辅助弹簧5不产生辅助力，从作用开始位置R2到作用开始位置R1，仅由第二弹簧52产生辅助力，因此，仅通过一个弹簧产生辅助力。而且，因为从作用开始位置R1起第二弹簧52和第一弹簧51双方均产生弹力，所以其弹力之和为辅助力。

在本实施方式中，在将基准位置R0处的输出轴2的旋转角度设为0°、将最大旋转位置处的输出轴2的旋转角度设为Rmax°时，第一弹簧51的作用角度范围(第一作用角度范围)为从第一弹簧51的作用开始位置R1到最大旋转位置的范围。另外，第二弹簧52的作用角度范围(第二作用角度范围)为从第二弹簧52的作用开始位置R2到最大旋转位置的范围。例如，在Rmax°为120°、第一弹簧51的作用开始位置R1处的旋转角度为50°的情况下，第一作用角度范围为50°～120°。另外，在第二弹簧52的作用开始位置R2处的旋转角度为20°的情况下，第二作用角度范围为20°～120°。因此，在输出轴2从基准位置R0旋转20°之前不产生辅助力，而在从基准位置R0起的旋转角度为20°～50°的范围，第二弹簧52的弹力为辅助力，在从基准位置R0起的旋转角度为50°～120°的范围，第二弹簧52的弹力和第一弹簧51的弹力之和为辅助力。

辅助弹簧5的第一弹簧51的弹簧常数大于第二弹簧52的弹簧常数。第一弹簧51由截面为方形的线材50A构成，第二弹簧52由截面为圆形的线材50B构成，线材50A、线材50B的线径相同。在线径相同的情况下，由截面为方形的线材形成的螺旋弹簧相比由截面为圆形的线材形成的螺旋弹簧，弹簧常数大。

另外，就辅助弹簧5而言，弹簧常数大的第一弹簧51的作用角度范围(第一作用角度范围)小于弹簧常数小的第二弹簧52的作用角度范围(第二作用角度范围)。如上所述，在第一弹簧51的作用开始位置R1为50°、第二弹簧52的作用开始位置R2为20°的情况下，在使开闭部件从关闭位置旋转至打开位置时，弹簧常数小的第二弹簧52首先开始产生弹力。

(本实施例的主要效果)

如上所述，本实施方的开闭部件驱动装置1具有：壳体10、从壳体10突出的输出轴2、收容于壳体10内的电动机3、收容于壳体10内并将电动机3的旋转传递到输出轴2的传递机构4、伴随输出轴2向第一旋转方向CW的旋转而产生将输出轴2向与第一旋转方向CW相反一侧的第二旋转方向CCW施力的辅助力的辅助弹簧5。辅助弹簧5具备第一弹簧51及第二弹簧52，配置于外周侧的第一弹簧51具备将线材50A卷绕成螺旋状的弹簧部510。壳体10具备收容辅助弹簧5的中间壳体16，中间壳体16具备围绕弹簧部510的圆弧状框部分166。圆弧状框部分166的内周面具备第一内周面部分167及比第一内周面部分167靠径向外侧的第二内周面部分168，第二内周面部分168围绕弹簧部510的输出轴侧端部515。

在本实施方式中，这样，中间壳体16的内周面的一部分向径向外侧凹陷，弹簧部510的输出轴侧端部515被位于径向外侧的第二内周面部分168围绕。因此，输出轴侧端部515和中间壳体16的余隙(间隙)大，所以即使在弹簧部510因来自输出轴2的载荷而变形的情况下，输出轴侧端部515和中间壳体16接触的风险也小。因此，应力由于第一弹簧51和中间壳体16的接触而集中于接触部位、从而使第一弹簧51的耐久性降低的风险少。

另外，在本实施方式中，在圆弧状框部分166的内周面的一部分设置有第二内周面部分168。因此，能够减少中间壳体16的壁厚薄的部分，所以能够抑制中间壳体16的强度降低。此外，圆弧状框部分166的第一内周面部分167与弹簧部510之间的余隙小于第二内周面部分168与弹簧部510之间的余隙。因此，能够抑制第一弹簧510的径向位置精度大幅度降低。因此，弹簧部510的输出轴侧端部515和第二内周面部分168之间的余隙的偏差小，所以输出轴侧端部515与中间壳体16接触的风险小。

在本实施方式中，第二内周面部分168设置于从弹簧部510的输出轴2侧的卷绕结束位置即第二位置515A起至少卷绕一圈线材50A的部分的径向外侧。这样，如果从弹簧部510的输出轴2侧的卷绕结束位置起至少一圈被第二内周面部分168围绕，则变形最大的输出轴2侧的第一圈部分和中间壳体16接触的风险小。因此，第一弹簧51和中间壳体16接触使得第一弹簧51的耐久性降低的风险小。

在此，设置第二内周面部分168的第一方向Z的范围可以不是从弹簧部510的输出轴2侧的卷绕结束位置即第二位置515A起围绕一圈的范围，也可以是围绕两圈以上的范围。例如，在本实施方式中，在从弹簧部510的卷绕结束位置515A到第三圈的部分的径向外侧设置有第二内周面部分168。已经确认，在第一弹簧51中，由于来自输出轴2侧的载荷，从输出轴侧端部515到第二圈至第三圈在不设置第二内周面部分168的情况下可能与中间壳体16接触。但是，在本实施方式中，在可能与中间壳体16接触的部分的径向外侧设置有第二内周面部分168。因此，中间壳体16和第一弹簧51接触而使第一弹簧51的耐久性降低的风险小。

另外，弹簧部510具备卷绕直径恒定的弹簧部本体516和卷绕直径比弹簧部本体516小的小径部517，在弹簧部510的输出轴侧端部515设置有小径部517。只要弹簧部510的输出轴侧端部515的至少一圈比其它部分直径小，则即使在弹簧部510因来自输出轴2的载荷而变形的情况下，弹簧部510和中间壳体16接触的风险也更小。因此，第一弹簧51和中间壳体16接触而使第一弹簧51的耐久性降低的风险小。此外，小径部517也可以不只是一圈，也可以将从输出轴2侧的卷绕结束位置到两圈以上设为小径部517。

在本实施方式中，小径部517为线材50A从卷绕直径开始比弹簧部本体516变小的第一位置517A卷绕到弹簧部510的输出轴2侧的卷绕结束位置即第二位置515A的部分，第二位置515A的径向位置与第一位置517A相同。这样，在不使小径部517与其它部分(弹簧部本体516)同轴而是设为靠近第一位置517A及第二位置515A侧的形状的情况下，从第二位置515A向输出轴2侧延伸的第二端部512的径向位置与弹簧部本体516的径向位置一致。因此，弹簧部510因来自输出轴2的载荷而倾斜的风险小，因此，能够减少弹簧部510和中间壳体16接触的风险。

在本实施方式中，第一弹簧51由截面为矩形的线材50A构成。截面为矩形的线材50A的强度比相同直径的截面为圆形的线材50B的强度高。因此，可以在不改变弹簧性能的情况下使弹簧小型化，所以能够增大与中间壳体16之间的余隙。因此，能够减少第一弹簧51的输出轴侧端部515变形而与中间壳体16接触的风险。

Claims (5)

1.一种开闭部件驱动装置，其特征在于，具有：

壳体；

输出轴，所述输出轴从所述壳体突出；

电动机，所述电动机收容于所述壳体内；

传递机构，所述传递机构收容于所述壳体内，并将所述电动机的旋转传递到所述输出轴；以及

辅助弹簧，伴随所述输出轴向第一旋转方向的旋转，所述辅助弹簧产生将所述输出轴向与所述第一旋转方向相反一侧的第二旋转方向施力的辅助力，

所述辅助弹簧具备将线材卷绕成螺旋状的弹簧部，

所述壳体具备围绕所述弹簧部的内周面，

所述内周面具备第一内周面部分及第二内周面部分，所述第二内周面部分位于比所述第一内周面部分靠径向外侧的位置，

所述第二内周面部分围绕所述弹簧部的输出轴侧端部。

2.根据权利要求1所述的开闭部件驱动装置，其特征在于，

所述第二内周面部分配置于所述线材从所述弹簧部的所述输出轴侧的卷绕结束位置起被至少卷绕一圈的部分的径向外侧。

3.根据权利要求1或2所述的开闭部件驱动装置，其特征在于，

所述弹簧部具备卷绕直径恒定的弹簧部本体和卷绕直径比所述弹簧部本体小的小径部，

所述小径部设置于所述输出轴侧端部。

4.根据权利要求3所述的开闭部件驱动装置，其特征在于，

所述小径部是所述线材从第一位置卷绕到第二位置的部分，所述第一位置是卷绕直径开始比所述弹簧部本体变小的位置，所述第二位置是所述弹簧部的所述输出轴侧的卷绕结束位置，

所述第二位置的径向位置与所述第一位置相同。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的开闭部件驱动装置，其特征在于，

所述辅助弹簧由截面为矩形的线材构成。

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