JP2017020568A - 自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉する自動開閉装置において、トルクリミッタの構成部品の機械的な構成を大幅に変更しなくても、開閉部材の重量等に応じてトルクリミッタの伝達トルクを設定することが可能な自動開閉装置を提供する。【解決手段】所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉する自動開閉装置は、モータ９と、開閉部材に連結される出力軸と、モータ９の動力を減速して出力軸に伝達する減速歯車列１１とを備えている。減速歯車列１１は、磁力を用いたマグネット式のトルクリミッタを備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、たとえば、洋式便器の便蓋等の、所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉する自動開閉装置に関する。

従来、洋式便器の便座および便蓋を自動で開閉する便座・便蓋の開閉装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の開閉装置は、便座を回動させるための便座シャフトと、便蓋を回動させるための便蓋シャフトと、便座シャフトおよび便蓋シャフトのそれぞれを回転させる２個の歯車付きモータ装置とを備えている。歯車付きモータ装置は、モータと、モータの動力を減速して便座シャフトや便蓋シャフトに伝達する減速歯車列とを備えている。減速歯車列は、遊星歯車機構を備えており、遊星歯車機構は、駆動側太陽歯車と、従動側太陽歯車とを備えている。

便座や便蓋の場合、便座・便蓋が自動で開いている最中または便座・便蓋が自動で閉じている最中あるいは便座・便蓋が自動で開き始める前に、ユーザが便座・便蓋を強制的に開いたり、便座・便蓋が自動で開いている最中または便座・便蓋が自動で閉じている最中あるいは便座・便蓋が自動で閉じ始める前に、ユーザが便座・便蓋を強制的に閉じたりするといった状況が頻繁に起こりうる。このような状況が生じたときの減速歯車列の歯車の損傷を防止するため、特許文献１に記載の開閉装置では、遊星歯車機構を構成する駆動側太陽歯車と従動側太陽歯車との間にトルクリミッタが構成されている。

具体的には、従動側太陽歯車に、駆動側太陽歯車に向かって突出する従動側円筒部が形成され、従動側円筒部は、駆動側太陽歯車から従動側太陽歯車に向かって突出する駆動側円筒部の外周側に摺動可能に嵌合している。従動側円筒部には、径方向に貫通する３つの貫通孔が形成され、駆動側円筒部の外周面には、６本の溝が形成されている。３つの貫通孔は、６本の溝に対して１つおきに対向する位置に形成され、かつ、３本のローラピンが、貫通孔と溝の両者に跨るように配置されている。また、従動側円筒部の外側にはコイルバネが配置され、ローラピンを溝の底部に向けて付勢している。

特許文献１に記載の開閉装置では、出力側が通常負荷の範囲内にあるときには、貫通孔と溝の両者にローラピンが跨るように配置されており、駆動側太陽歯車の駆動力を従動側太陽歯車に伝達することが可能となっている。一方、出力側に過大なトルクが加わると、ローラピンがコイルバネの付勢力に抗して溝から外れるため、駆動側太陽歯車の駆動力が従動側太陽歯車に伝達されないように遮断される。

特開２００６−２３８６１３号公報

洋式便器で使用される便座・便蓋には、たとえば、樹脂製のものもあれば、木製のものもあり、便座・便蓋の重量は様々である。様々な重量の便座・便蓋の開閉装置として特許文献１に記載の開閉装置が使用される場合、特許文献１に記載の開閉装置において、重量の軽い便座・便蓋に合わせてトルクリミッタの伝達トルクが設定されると、重量の重い便座・便蓋を自動で開閉する開閉装置では、便座・便蓋を自動で開いているときにトルクリミッタでの動力伝達が遮断されて、重量の重い便座・便蓋を自動で開くことができないといった現象が生じうる。一方、この開閉装置において、重量の重い便座・便蓋に合わせてトルクリミッタの伝達トルクが設定されると、重量の軽い便座・便蓋を自動で開閉する開閉装置では、トルクリミッタが適切に作用しないといった現象が生じうる。

そのため、様々な重量の便座・便蓋の開閉装置として特許文献１に記載の開閉装置を使用する場合には、便座・便蓋の重量に合わせてトルクリミッタの伝達トルクを設定する必要がある。しかしながら、特許文献１の記載の開閉装置では、従動側円筒部に形成される貫通孔、駆動側円筒部に形成される溝、ローラピンおよびコイルバネ等によってトルクリミッタが構成されているため、便座・便蓋の重量に合わせてトルクリミッタの伝達トルクが設定されると、便座・便蓋の重量に応じて、トルクリミッタの構成部品の機械的な構成を大幅に変更しなければならない場合が生じうる。また、トルクリミッタの構成部品の機械的な構成が大幅に変更されると、開閉装置の他の構成部品の機械的な構成も変更しなければならない場合が生じうる。

そこで、本発明の課題は、所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉する自動開閉装置において、トルクリミッタの構成部品の機械的な構成を大幅に変更しなくても、開閉部材の重量等に応じたトルクリミッタの伝達トルクを設定することが可能な自動開閉装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明の自動開閉装置は、所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉する自動開閉装置において、モータと、開閉部材に連結される出力軸と、モータの動力を減速して出力軸に伝達する減速歯車列とを備え、減速歯車列は、磁力を用いたマグネット式のトルクリミッタを備えることを特徴とする。

本発明の自動開閉装置では、減速歯車列は、磁力を用いたマグネット式のトルクリミッタを備えている。そのため、本発明では、開閉部材の重量等に応じてトルクリミッタの伝達トルクを設定する場合であっても、開閉部材の重量等に応じてトルクリミッタの磁力の強さを設定すれば良い。したがって、本発明では、トルクリミッタの構成部品の機械的な構成を大幅に変更しなくても、開閉部材の重量等に応じてトルクリミッタの伝達トルクを設定することが可能になる。

本発明において、減速歯車列は、第１歯車と、第１歯車よりもピッチ円径が小さくかつ第１歯車と同軸上に配置される第２歯車とが形成される歯車部材を備え、歯車部材は、第１歯車が形成される第１歯車部材と、第２歯車が形成される第２歯車部材とを備え、第１歯車部材は、外周面に第１歯車が形成される筒状に形成され、第２歯車部材の一部は、第１歯車の内周側に配置され、トルクリミッタは、第１歯車部材および第２歯車部材のいずれか一方に取り付けられ第１歯車の内周側に配置される第１マグネットと、第１マグネットに対向するように第１歯車部材および第２歯車部材のいずれか他方に取り付けられ第１歯車の内周側に配置される第２マグネットまたは軟磁性部材とを備えることが好ましい。このように構成すると、筒状に形成される第１歯車部材の内周側にトルクリミッタを配置することができるため、第１歯車部材の外部にトルクリミッタの設置スペースを設ける必要がない。したがって、減速歯車列を小型化することが可能になる。

本発明において、たとえば、第２マグネットまたは軟磁性部材は、歯車部材の軸方向で第１マグネットに対向配置されている。この場合には、第２マグネットが歯車部材の軸方向で第１マグネットに対向配置されていることが好ましい。このように構成すると、第１マグネットと第２マグネットとを共通のマグネットにすることが可能になる。したがって、トルクリミッタの構成部品の製造単価を低減することが可能になるとともに、トルクリミッタの構成部品の管理が容易になる。

本発明において、トルクリミッタは、歯車部材の軸方向において、第２マグネットおよび軟磁性部材のいずれか一方と第１マグネットとの間の距離を確保するためのスペーサを備え、スペーサは、歯車部材の軸方向において、第１歯車部材と第２歯車部材との間、あるいは、第２マグネットおよび軟磁性部材のいずれか一方と第１マグネットとの間に配置されていることが好ましい。このように構成すると、第１マグネットや第２マグネットの着磁力を変更しなくても、スペーサの厚さを変更して第２マグネットおよび軟磁性部材のいずれか一方と第１マグネットとの間の距離を変更することで、第２マグネットおよび軟磁性部材のいずれか一方と第１マグネットとの間に作用する磁力を調整することが可能になる。すなわち、第１マグネットや第２マグネットの着磁力を変更しなくても、スペーサの厚さを変更することで、マグネット式のトルクリミッタの磁力の強さを調整することが可能になる。したがって、開閉部材の重量等に応じたトルクリミッタの伝達トルクの設定が容易になる。

本発明において、自動開閉装置は、第１マグネットの近傍に配置される磁気センサを備え、第１マグネットと磁気センサとによって、歯車部材の回転速度および回転位置の少なくともいずれか一方を検知するための検知機構が構成されていることが好ましい。このように構成すると、トルクリミッタを構成する第１マグネットに加えて、歯車部材の回転速度や回転位置を検知するための検知用のマグネットを設けなくても歯車部材の回転速度や回転位置を検知することが可能になる。したがって、自動開閉装置の構成を簡素化することが可能になる。

以上のように、本発明では、所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉する自動開閉装置において、トルクリミッタの構成部品の機械的な構成を大幅に変更しなくても、開閉部材の重量等に応じてトルクリミッタの伝達トルクを設定することが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる自動開閉装置が取り付けられた洋式便器の側面図である。 図１に示す自動開閉装置の斜視図である。 図２に示すケース体に収容されるモータおよび減速歯車列の一部を示す側面図である。 図３に示す歯車部材の断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタの構成を説明するための断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタの構成を説明するための正面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタの構成を説明するための正面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタの構成を説明するための図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタの構成を説明するための斜視図である。 図９に示すトルクリミッタの構成を説明するための正面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（自動開閉装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる自動開閉装置１が取り付けられた洋式便器２の側面図である。図２は、図１に示す自動開閉装置１の斜視図である。図３は、図２に示すケース体１２に収容されるモータ９および減速歯車列１１の一部を示す側面図である。図４は、図３に示す歯車部材１６の断面図である。

本形態の自動開閉装置１は、所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉するための装置である。具体的には、自動開閉装置１は、水平方向を回動の軸方向として回動する開閉部材である洋式便器２の便蓋３を自動で開閉するための装置であり、便器本体４と便蓋３とを回動可能に連結する連結部５に設置されている。なお、自動開閉装置１は、便座６を自動で開閉するための装置であっても良い。

自動開閉装置１は、モータ９と、便蓋３に連結される出力軸１０と、モータ９の動力を減速して出力軸１０に伝達する減速歯車列１１と、モータ９および減速歯車列１１が収容されるケース体１２とを備えている。モータ９の出力軸には、歯車１４が固定されている。減速歯車列１１は、モータ９から出力軸１０への動力の伝達経路においてモータ９側からこの順番に配置される歯車部材１５〜１７と、トルクリミッタ１８とを備えている。また、自動開閉装置１は、歯車部材１６の回転速度および回転位置の少なくともいずれか一方を検知するための磁気センサ１９を備えている。

歯車部材１５には、歯車１４と噛み合う歯車１５ａと、歯車１５ａよりもピッチ円径が小さい歯車１５ｂとが形成されている。歯車１５ａと歯車１５ｂとは、同軸上（同心上）に配置されている。歯車部材１６には、歯車１５ｂと噛み合う歯車１６ａと、歯車１６ａよりもピッチ円径が小さい歯車１６ｂとが形成されている。歯車１６ａと歯車１６ｂとは、同軸上に配置されている。歯車部材１７には、歯車１６ｂと噛み合う歯車１７ａと、歯車１７ａよりもピッチ円径が小さい歯車１７ｂとが形成されている。歯車１７ａと歯車１７ｂとは、同軸上に配置されている。歯車１７ｂは、直接あるいは図示を省略する歯車部材を介して出力軸１０に固定される歯車（図示省略）に連結されている。

モータ９の出力軸の軸方向と、出力軸１０の軸方向と、歯車部材１５〜１７の軸方向（回転の軸方向）とは、平行になっている。また、出力軸１０の軸方向は、便蓋３の回動中心軸の軸方向と一致している。歯車部材１６は、固定軸２０に回転可能に支持されている（図４参照）。固定軸２０は、ケース体１２の内部に配置される軸支持部材（図示省略）に固定されている。同様に、歯車部材１５、１７は、固定軸（図示省略）に回転可能に支持されている。この固定軸は、軸支持部材に固定されている。

図４に示すように、歯車部材１６は、歯車１６ａが形成される第１歯車部材２３と、歯車１６ｂが形成される第２歯車部材２４とから構成されている。第１歯車部材２３は、底付きの円筒状に形成されており、歯車１６ａは第１歯車部材２３の外周面に形成されている。第１歯車部材２３の底部２３ａの中心には、固定軸２０が挿通される貫通孔が形成されている。また、底部２３ａの、第１歯車部材２３の内部側の面である内側面２３ｂの中心には、歯車部材１６の軸方向（以下、この方向を「軸方向」とする）へ突出するとともに第１歯車部材２３の内部側へ突出する円環状の突出部２３ｃが形成されている。本形態の歯車１６ａは、第１歯車である。

第２歯車部材２４は、円筒状に形成される円筒部２４ａと、円筒状２４ａの一端から歯車部材１６の径方向（以下、この方向を「径方向」とする）の外側へ広がる円環状の鍔部２４ｂとを備える鍔付きの円筒状に形成されている。第２歯車部材２４の内周側には、固定軸２０が挿通されている。また、円筒部２４ａの一部および鍔部２４ｂは、第１歯車部材２３の内周側に配置されている。歯車１６ｂは、円筒部２４ａの外周面に形成されている。鍔部２４ｂの外径は、第１歯車部材２３の内径よりもわずかに小さくなっている。本形態の歯車１６ｂは、第２歯車である。

鍔部２４ｂには、軸方向に向かって突出するとともに第１歯車部材２３の突出部２３ｃに向かって突出する円環状の突出部２４ｃが形成されている。突出部２３ｃの外径と突出部２４ｃの外径とは等しくなっている。また、軸方向における突出部２３ｃの突出量と軸方向における突出部２４ｃの突出量とは等しくなっている。

トルクリミッタ１８は、磁力を用いたマグネット式のトルクリミッタであり、第１歯車部材２３に取り付けられるマグネット（永久磁石）２７と、マグネット２７に対向するように第２歯車部材２４に取り付けられるマグネット（永久磁石）２８とを備えている。本形態では、マグネット２７とマグネット２８とは、軸方向で隙間を介して対向配置されている。また、トルクリミッタ１８は、軸方向において、マグネット２７とマグネット２８との間の距離を確保するためのスペーサ２９を備えている。本形態のマグネット２７は、第１マグネットであり、マグネット２８は、第２マグネットである。

マグネット２７、２８は、平板状に形成されるとともに円環状に形成されている。本形態では、マグネット２７とマグネット２８とは、同形状に形成されるとともに、同じように着磁されており、マグネット２７の磁力とマグネット２８の磁力とは等しくなっている。すなわち、マグネット２７とマグネット２８とは、共通のマグネットである。マグネット２７、２８の内径は、突出部２３ｃ、２４ｃの外径よりもわずかに大きくなっている。マグネット２７、２８の外径は、鍔部２４ｂの外径とほぼ等しくなっている。マグネット２７、２８の厚さは、突出部２３ｃ、２４ｃの軸方向の突出量とほぼ等しくなっている。

マグネット２７は、マグネット２７の厚さ方向と軸方向とが一致するように、第１歯車部材２３の内周面と突出部２３ｃの外周面との間に配置されている。マグネット２８は、マグネット２８の厚さ方向と軸方向とが一致するように、第１歯車部材２３の内周面と突出部２４ｃの外周面との間に配置されている。また、マグネット２７は、マグネット２７の一方の面が底部２３ａの内側面２３ｂに接触するように配置され、マグネット２８は、マグネット２８の一方の面が鍔部２４ｂの一方の面に接触するように配置されている。すなわち、マグネット２７、２８は、第１歯車部材２３の内周側に配置されている。

スペーサ２９は、円環状に形成された金属製または樹脂製の座金（ワッシャー）である。このスペーサ２９は、軸方向において突出部２３ｃと突出部２４ｃとの間に配置されている。すなわち、スペーサ２９は、軸方向において第１歯車部材２３と第２歯車部材２４との間に配置されている。なお、スペーサ２９は、非磁性体であることが好ましい。また、本形態では、スペーサ２９の外径は、突出２３ｃ、２４ｃの外径よりも小さくなっているが、スペーサ２９の外径は、突出２３ｃ、２４ｃの外径以上となっていても良い。

磁気センサ１９は、たとえば、ホールＩＣであり、マグネット２７の近傍に配置されている。具体的には、磁気センサ１９は、軸方向において底部２３ａを介してマグネット２７に対向するように配置されている。この磁気センサ１９は、ケース体１２の内部に配置されるセンサ保持部材（図示省略）に固定されている。本形態では、マグネット２７と磁気センサ１９とによって歯車部材１６の回転速度や回転位置を検知するための検知機構３０が構成されている。検知機構３０で検知される歯車部材１６の回転速度や回転位置は、モータ９の制御に利用されている。

自動開閉装置１では、出力軸１０に作用する負荷が通常の範囲内にあるときには、マグネット２７とマグネット２８との間に作用する磁力によって第１歯車部材２３と第２歯車部材２４とが一緒に回転してモータ９と出力軸１０との間で動力が伝達される。一方、出力軸１０に過大な負荷が作用すると、マグネット２７とマグネット２８との間にすべりが生じて、モータ９と出力軸１０との間の動力の伝達が遮断される。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、減速歯車列１１は、磁力を用いたマグネット式のトルクリミッタ１８を備えている。そのため、本形態では、便蓋３の重量に応じてトルクリミッタ１８の伝達トルクを設定する場合であっても、便蓋３の重量に応じてトルクリミッタ１８の磁力の強さを設定すれば良い。したがって、本形態では、トルクリミッタ１８の構成部品の機械的な構成を大幅に変更しなくても、便蓋３の重量に応じてトルクリミッタ１８の伝達トルクを設定することが可能になる。

本形態では、トルクリミッタ１８は、軸方向においてマグネット２７とマグネット２８との間の距離を確保するためのスペーサ２９を備えている。そのため、本形態では、マグネット２７、２８の着磁力を変更しなくても、スペーサ２９の厚さを変更してマグネット２７とマグネット２８との距離を変更することで、マグネット２７とマグネット２８との間に作用する磁力を調整することが可能になる。すなわち、本形態では、マグネット２７、２８の着磁力を変更しなくても、１枚のスペーサ２９の厚さを変更することで、あるいは、突出部２３ｃと突出部２４ｃとの間に配置されるスペーサ２９の枚数を変更してスペーサ２９の全体の厚さを変更することで、マグネット式のトルクリミッタ１８の磁力の強さを調整することが可能になる。したがって、本形態では、便蓋３の重量に応じたトルクリミッタ１８の伝達トルクの設定が容易になる。

本形態では、トルクリミッタ１８を構成するマグネット２７、２８は、第１歯車部材２３の内周側に配置されている。そのため、本形態では、第１歯車部材２３の外部にトルクリミッタ１８の設置スペースを設ける必要がない。したがって、本形態では、減速歯車列１１を小型化することが可能になる。また、本形態では、マグネット２７とマグネット２８とが軸方向で対向配置されており、マグネット２７とマグネット２８とが共通のマグネットとなっている。そのため、本形態では、トルクリミッタ１８の構成部品の製造単価を低減することが可能になるとともに、トルクリミッタ１８の構成部品の管理が容易になる。

本形態では、マグネット２７の近傍に配置される磁気センサ１９とマグネット２７とによって歯車部材１６の回転速度や回転位置を検知するための検知機構３０が構成されている。そのため、本形態では、トルクリミッタ１８を構成するマグネット２７に加えて、歯車部材１６の回転速度や回転位置を検知するための検知用のマグネットを設けなくても歯車部材１６の回転速度や回転位置を検知することが可能になる。したがって、本形態では、自動開閉装置１の構成を簡素化することが可能になる。

（トルクリミッタの変形例１）
図５は、本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタ１８の構成を説明するための断面図である。

上述した形態では、トルクリミッタ１８は、軸方向で対向するマグネット２７とマグネット２８とを備えているが、トルクリミッタ１８は、図５に示すように、径方向で対向するマグネット３７とマグネット３８とを備えていても良い。図５に示す例では、マグネット３７、３８は、円筒状に形成されている。マグネット３７は、第１歯車部材２３の内周面に取り付けられ、マグネット３８は、第２歯車部材２４の鍔部２４ｂの外周面に固定されている。すなわち、マグネット３７、３８は、第１歯車部材２３の内周側に配置されている。

軸方向におけるマグネット３７の長さとマグネット３８の長さとは等しくなっている。マグネット３７の内周面とマグネット３８の外周面とは、隙間を介して対向している。また、図５に示す例では、磁気センサ１９は、たとえば、径方向において第１歯車部材２３を介してマグネット３７の外周面に対向するように配置されている。図５に示す例では、マグネット３７は、第１マグネットであり、マグネット３８は、第２マグネットである。なお、図５では、上述した形態と同様の構成については、同一の符号を付している。

（トルクリミッタの変形例２）
図６は、本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタ４８の構成を説明するための正面図である。図７は、本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタ５８の構成を説明するための正面図である。図８は、本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタ６８の構成を説明するための図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。図９は、本発明の他の実施の形態にかかるトルクリミッタ７８の構成を説明するための斜視図である。図１０は、図９に示すトルクリミッタ７８の構成を説明するための正面図である。

上述した形態では、トルクリミッタ１８は、歯車部材１６の内部に設置されている。この他にもたとえば、図６に示すように、モータ９の出力軸に固定されるマグネット４５と、歯車部材１５に固定されるマグネット４６とによって、トルクリミッタ４８が構成されても良い。図６に示す例では、マグネット４５は、円筒状に形成され、マグネット４６は、マグネット４５よりも外径の大きい円筒状に形成されている。マグネット４５は、歯車１４の代わりにモータ９の出力軸に固定され、マグネット４６は、歯車部材１５に歯車１５ａが形成される代わりに歯車部材１５に固定されており、マグネット４５の外周面の一部とマグネット４６の外周面の一部とが隙間を介して対向している。すなわち、マグネット４５、４６は、マグネット４５、４６の径方向で対向するように配置されている。

図６に示す例では、出力軸１０に作用する負荷が通常の範囲内にあるときには、マグネット４５とマグネット４６との間に作用する磁力によってマグネット４５とマグネット４６との間で動力が減速されて伝達され、モータ９と出力軸１０との間で動力が伝達される。一方、出力軸１０に過大な負荷が作用すると、マグネット４５とマグネット４６との間にすべりが生じて、モータ９と出力軸１０との間の動力の伝達が遮断される。図６に示す例では、マグネット４５とマグネット４６との間で動力が伝達されるときの騒音を低減することが可能になる。なお、図６に示す例では、磁気センサ１９は、たとえば、マグネット４６の外周面に対向するように配置されている。また、図６では、上述した形態と同様の構成には、同一の符号を付している。

また、図６に示すトルクリミッタ４８では、マグネット４５の外周面の一部とマグネット４６の外周面の一部とが対向しているが、図７に示すトルクリミッタ５８のように、モータ９の出力軸に固定されるマグネット５５の外周面の一部と、歯車部材１５に固定されるマグネット５６の内周面の一部とが隙間を介して対向していても良い。図７に示す例では、マグネット５５は、円筒状に形成され、マグネット５６は、マグネット５５の外径よりもその内径が大きい円筒状に形成されている。マグネット５５は、歯車１４の代わりにモータ９の出力軸に固定されている。また、図７に示す例では、上述した形態において歯車部材１５の、歯車１５ａが形成されていた部分は円筒状に形成されており、マグネット５６は、歯車部材１５に歯車１５ａが形成される代わりに歯車部材１５の内周面に固定されている。

図７に示す例では、図６に示す例と同様に、出力軸１０に作用する負荷が通常の範囲内にあるときには、マグネット５５とマグネット５６との間に作用する磁力によってマグネット５５とマグネット５６との間で動力が減速されて伝達され、モータ９と出力軸１０との間で動力が伝達される。一方、出力軸１０に過大な負荷が作用すると、マグネット５５とマグネット５６と間にすべりが生じて、モータ９と出力軸１０との間の動力の伝達が遮断される。図７に示す例でも、マグネット５５とマグネット５６との間で動力が伝達されるときの騒音を低減することが可能になる。なお、図７では、上述した形態と同様の構成には、同一の符号を付している。

また、図８に示すトルクリミッタ６８のように、モータ９の出力軸に固定されるマグネット６５と、歯車部材１５に固定されるマグネット６６とがモータ９の出力軸の軸方向で隙間を介して対向していても良い。図８に示す例では、マグネット６５は、円板状に形成され、マグネット６６は、マグネット６５の外径よりもその内径が大きい円環状に形成されている。マグネット６５は、歯車１４の代わりにモータ９の出力軸の先端に固定されている。また、マグネット６６は、歯車部材１５に歯車１５ａが形成される代わりに歯車部材１５の端面に固定されている。

図８に示す例でも、図６に示す例と同様に、出力軸１０に作用する負荷が通常の範囲内にあるときには、マグネット６５とマグネット６６との間に作用する磁力によってマグネット６５とマグネット６６との間で動力が減速されて伝達され、モータ９と出力軸１０との間で動力が伝達される。一方、出力軸１０に過大な負荷が作用すると、マグネット６５とマグネット６６との間にすべりが生じて、モータ９と出力軸１０との間の動力の伝達が遮断される。図８に示す例でも、マグネット６５とマグネット６６との間で動力が伝達されるときの騒音を低減することが可能になる。なお、図８では、上述した形態と同様の構成には、同一の符号を付している。

また、図９、図１０に示すように、トルクリミッタ７８は、モータ９の出力軸に固定される円筒状のマグネット７４と、マグネット７４の外周面の一部とその外周面の一部とが対向するように配置される円筒状の複数のマグネット７５と、複数のマグネット７５の外周面の一部とその内周面の一部とが対向するように配置される円筒状のマグネット７６とを備える遊星型の磁気式動力伝達機構（マグネットカップリング）であっても良い。図９、図１０に示す例では、トルクリミッタ７８は、３個のマグネット７５を備えている。マグネット７４の外径とマグネット７５の外径とは、ほぼ等しくなっている。マグネット７６の内径は、マグネット７４、７５の外径よりも大きくなっている。

マグネット７４は、歯車１４の代わりにモータ９の出力軸の先端に固定されている。また、図９、図１０に示す例では、上述した形態において歯車部材１５の、歯車１５ａが形成されていた部分は、切欠き部を有する円筒状に形成されており、この部分に歯車１５ａは形成されていない。マグネット７５は、切欠き部分において歯車部材１５に回転可能に保持されており、自転しながら公転する。マグネット７６は、歯車部材１５の円筒状に形成された部分の外周面に固定されている。

図９、図１０に示す例でも、図６に示す例と同様に、出力軸１０に作用する負荷が通常の範囲内にあるときには、マグネット７４とマグネット７５との間に作用する磁力によってマグネット７４とマグネット７５との間で動力が伝達されるとともに、マグネット７５とマグネット７６との間に作用する磁力によってマグネット７５とマグネット７６との間で動力が減速されて伝達され、モータ９と出力軸１０との間で動力が伝達される。一方、出力軸１０に過大な負荷が作用すると、マグネット７４とマグネット７５との間、あるいは、マグネット７５とマグネット７６との間にすべりが生じて、モータ９と出力軸１０との間の動力の伝達が遮断される。図９、図１０に示す例でも、マグネット７４とマグネット７５との間で動力が伝達されるときの騒音およびマグネット７５とマグネット７６との間で動力が伝達されるときの騒音を低減することが可能になる。なお、図９、図１０では、上述した形態と同様の構成には、同一の符号を付している。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、マグネット２７とマグネット２８とは同形状に形成されているが、マグネット２７の形状とマグネット２８の形状とが異なっていても良い。また、上述した形態では、マグネット２７の磁力とマグネット２８の磁力とが等しくなっているが、マグネット２７の磁力とマグネット２８の磁力とが異なっていても良い。さらに、上述した形態では、マグネット２７とマグネット２８とが隙間を介して対向配置されているが、マグネット２７とマグネット２８とが接触していても良い。また、上述した形態では、スペーサ２９は、軸方向において突出部２３ｃと突出部２４ｃとの間に配置されているが、スペーサ２９は、軸方向においてマグネット２７とマグネット２８との間に配置されても良い。

上述した形態では、トルクリミッタ１８は、マグネット２７と、マグネット２７に対向するマグネット２８とを備えている。この他にもたとえば、トルクリミッタ１８は、マグネット２７またはマグネット２８に代えて、軟磁性材料で形成される軟磁性部材を備えていても良い。なお、トルクリミッタ１８がマグネット２７に代えて軟磁性部材を備えている場合には、マグネット２８は第１マグネットになる。

同様に、図５に示す例において、トルクリミッタ１８は、マグネット３７またはマグネット３８に代えて、軟磁性部材を備えていても良い。また、図６に示す例において、トルクリミッタ４８は、マグネット４５またはマグネット４６に代えて、軟磁性部材を備えていても良いし、図７に示す例において、トルクリミッタ５８は、マグネット５５またはマグネット５６に代えて、軟磁性部材を備えていても良いし、図８に示す例において、トルクリミッタ６８は、マグネット６５またはマグネット６６に代えて、軟磁性部材を備えていても良い。また、図９、図１０に示す例において、トルクリミッタ７８は、マグネット７４またはマグネット７５あるいはマグネット７６に代えて、軟磁性部材を備えていても良いし、マグネット７４およびマグネット７６に代えて、軟磁性部材を備えていても良い。

上述した形態および図５に示す例では、トルクリミッタ１８は、歯車部材１６の内部に設けられているが、トルクリミッタ１８は、歯車部材１５の内部に設けられても良いし、歯車部材１７の内部に設けられても良い。また、歯車部材１７と出力軸１０との間にさらに歯車部材が配置される場合には、この歯車部材の内部にトルクリミッタ１８が設けられても良い。なお、トルクリミッタ１８の伝達トルクを低減しつつモータ９の動力を確実に伝達するため、トルクリミッタ１８は、モータ９から出力軸１０への動力伝達方向においてモータ９の後段（第１段目）に配置される歯車部材１５の内部、または、歯車部材１５の後段（第２段目）に配置される歯車部材１６の内部に設けられていることが好ましい。

また、図６〜図１０に示す例では、トルクリミッタ４８、５８、６８、７８は、モータ９の出力軸と歯車部材１５との間に設けられているが、トルクリミッタ４８、５８、６８、７８は、歯車部材１５と歯車部材１６との間に設けられても良いし、歯車部材１６と歯車部材１７との間に設けられても良い。また、トルクリミッタ４８、５８、６８、７８は、歯車部材１７と出力軸１０との間に設けられても良い。なお、トルクリミッタ４８、５８、６８、７８の伝達トルクを低減しつつモータ９の動力を確実に伝達するため、トルクリミッタ４８、５８、６８、７８は、モータ９の出力軸と歯車部材１５との間、または、歯車部材１５と歯車部材１６との間に設けられていることが好ましい。

上述した形態では、自動開閉装置１は、便蓋３を自動で開閉するための装置であるが、自動開閉装置１は、炊飯器の蓋を自動で開閉するための装置であっても良いし、洗濯機の蓋を自動で開閉するための装置であっても良いし、プロジェクタの蓋を自動で開閉するための装置であっても良いし、キャビネットの扉を自動で開閉するための装置であっても良い。また、自動開閉装置１は、これら以外の、水平方向を回動の軸方向として回動する開閉部材、鉛直方向を回動の軸方向として回動する開閉部材、あるいは、水平方向と鉛直方向とに対して傾く方向を回動の軸方向として回動する開閉部材を自動で開閉するための装置であっても良い。

１ 自動開閉装置
３ 便座（開閉部材）
９ モータ
１０ 出力軸
１１ 減速歯車列
１６ 歯車部材
１６ａ 歯車（第１歯車）
１６ｂ 歯車（第２歯車）
１８、４８、５８、６８、７８ トルクリミッタ
１９ 磁気センサ
２３ 第１歯車部材
２４ 第２歯車部材
２７、３７ マグネット（第１マグネット）
２８、３８ マグネット（第２マグネット）
２９ スペーサ
３０ 検知機構

Claims (6)

1. 所定の回動中心軸を中心に回動して開閉する開閉部材を自動で開閉する自動開閉装置において、
   モータと、前記開閉部材に連結される出力軸と、前記モータの動力を減速して前記出力軸に伝達する減速歯車列とを備え、
   前記減速歯車列は、磁力を用いたマグネット式のトルクリミッタを備えることを特徴とする自動開閉装置。
2. 前記減速歯車列は、第１歯車と、前記第１歯車よりもピッチ円径が小さくかつ前記第１歯車と同軸上に配置される第２歯車とが形成される歯車部材を備え、
   前記歯車部材は、前記第１歯車が形成される第１歯車部材と、前記第２歯車が形成される第２歯車部材とを備え、
   前記第１歯車部材は、外周面に前記第１歯車が形成される筒状に形成され、
   前記第２歯車部材の一部は、前記第１歯車の内周側に配置され、
   前記トルクリミッタは、前記第１歯車部材および前記第２歯車部材のいずれか一方に取り付けられ前記第１歯車の内周側に配置される第１マグネットと、前記第１マグネットに対向するように前記第１歯車部材および前記第２歯車部材のいずれか他方に取り付けられ前記第１歯車の内周側に配置される第２マグネットまたは軟磁性部材とを備えることを特徴とする請求項１記載の自動開閉装置。
3. 前記第２マグネットまたは前記軟磁性部材は、前記歯車部材の軸方向で前記第１マグネットに対向配置されていることを特徴とする請求項２記載の自動開閉装置。
4. 前記第２マグネットが前記歯車部材の軸方向で前記第１マグネットに対向配置されていることを特徴とする請求項３記載の自動開閉装置。
5. 前記トルクリミッタは、前記歯車部材の軸方向において、前記第２マグネットおよび前記軟磁性部材のいずれか一方と前記第１マグネットとの間の距離を確保するためのスペーサを備え、
   前記スペーサは、前記歯車部材の軸方向において、前記第１歯車部材と前記第２歯車部材との間、あるいは、前記第２マグネットおよび前記軟磁性部材のいずれか一方と前記第１マグネットとの間に配置されていることを特徴とする請求項３または４記載の自動開閉装置。
6. 前記第１マグネットの近傍に配置される磁気センサを備え、
   前記第１マグネットと前記磁気センサとによって、前記歯車部材の回転速度および回転位置の少なくともいずれか一方を検知するための検知機構が構成されていることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の自動開閉装置。

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