JP2023125398A - 開閉部材駆動装置および便蓋開閉ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】モータ出力軸の回転を出力軸に伝達する輪列機構を、出力軸の径方向で出力軸に近い位置に設けることが容易な開閉部材駆動装置を提供することにある。【解決手段】開閉部材駆動装置３では、モータ出力軸１８と開閉部材駆動装置３の出力軸１１とが軸線方向Ｘで重なる。モータ出力軸１８の回転を出力軸１１に伝達する輪列機構１３は、モータ本体１７の側方を軸線方向Ｘに平行に延びる第１シャフト２８および第２シャフト２９に支持された第２複合歯車３１（第１歯車）、第３複合歯車３２（第２歯車）、第５複合歯車３４（第３歯車）を有する。各歯車３１、３２、３４は、軸線方向と直交する直交方向から見た場合にモータ本体１７と重なる位置に配列され、モータ出力軸１８の回転は、第２複合歯車３１（第１歯車）、第５複合歯車３４（第３歯車）、第３複合歯車３２（第２歯車）の順に伝達される。【選択図】図４

Description

本発明は、開閉部材を駆動する開閉部材駆動装置、および開閉部材としてトイレユニットの便蓋を開閉する便蓋開閉ユニットに関する。

便蓋などの開閉部材を開閉する開閉部材駆動装置は特許文献１に記載されている。同文献の開閉部材駆動装置は、モータ出力軸を備えるモータと、開閉部材が接続される出力軸と、モータ出力軸の回転を出力軸に伝達する輪列機構と、を備える。モータは、出力軸の軸線に沿った軸線方向において、出力軸の一方側に配置されている。モータ出力軸は、出力軸と直交する方向に延びる。

特開２０２１－７８３０７号公報

上記の開閉部材駆動装置では、出力軸およびモータを出力軸の軸線方向から見た場合に、モータ出力軸は、出力軸と重ならない位置で、出力軸の径方向に延びる。従って、モータ出力軸の回転を出力軸に伝達する輪列機構は、出力軸の径方向に広がりやすい。

本発明の課題は、かかる点に鑑みて、モータ出力軸の回転を出力軸に伝達する輪列機構を、出力軸の径方向で出力軸に近い位置に設けることが容易な開閉部材駆動装置を提供することにある。また、かかる開閉装置駆動装置を備える便蓋開閉ユニットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の開閉部材駆動装置は、モータ本体および前記モータ本体から突出するモータ出力軸を備えるモータと、前記モータ出力軸の軸線に沿った方向を軸線方向、前記モータ出力軸が前記モータ本体から突出する方向を第１方向、その反対方向を第２方向とした場合に、前記モータの前記第２方向で前記軸線方向に延び、開閉部材が接続される接続部および当該接続部の前記第２方向に位置する歯車部を備える出力軸と、前記モータ出力軸の回転を前記出力軸に伝達する輪列機構と、を有し、前記軸線方向から見た場合に、前記出力軸と前記モータ出力軸とは重なり、前記輪列機構は、前記モータ本体の側方を前記軸線方向に平行に延びる第１シャフトおよび第２シャフトと、前記第１シャフトに回転可能に支持された第１歯車と、前記第１歯車の前記第２方向において前記第１シャフトに回転可能に支持された第２歯車と、前記第２シャフトに回転可能に支持された第３歯車と、を備え、前記第１歯車、前記第２歯車、および前記第３歯車は、それぞれ大径歯車部分と、前記大径歯車部分よりも外径寸法の小さい小径歯車部分と、を備える複合歯車であり、前記第１歯車の小径歯車部分は、前記第３歯車の大径歯車部分に噛合し、前記第３歯車の小径歯車部分は、前記第２歯車の大径歯車部分に噛合し、前記モータ出力軸の回転は、前記第１歯車、前記第３歯車、前記第２歯車の順に伝達され、前記第１歯車、前記第２歯車、および前記第３歯車は、前記第１シャフトと前記第２シャフトが配列された配列方向および前記軸線方向と直交する直交方向から見た場合に、前記モータ本体と重なることを特徴とする。

本発明では、開閉部材駆動装置の出力軸と、モータのモータ出力軸とは平行である。ま
た、出力軸は、軸線方向でモータの第２方向に位置し、軸線方向から見た場合に、出力軸とモータ出力軸とは重なる。従って、軸線方向から見た場合にモータ出力軸が出力軸と重ならない位置で出力軸と直交する方向に延びている場合と比較して、モータ出力軸の回転を出力軸に伝達する輪列機構を、出力軸に近い位置に構成することができる。また、輪列機構は、モータ本体の側方を軸線方向に平行に延びる第１シャフトおよび第２シャフトに支持された第１歯車、第２歯車、第３歯車を有する。これらの各歯車は軸線方向と直交方向から見た場合にモータ本体と重なる位置に配置されており、モータ出力軸の回転は、第１歯車、第３歯車、第２歯車の順に、第１方向の側から第２方向に伝達される。モータ本体の側方に位置する輪列機構の輪列が軸線方向に配置されており、出力軸の径方向に広がって配列されていないので、輪列機構を出力軸の径方向で小さく構成することが容易となる。

本発明において、前記直交方向から見た場合に、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトは、前記モータ本体と重なることを特徴とする。このようにすれば、第１シャフトと、第２シャフトとの間隔が広くなり過ぎることがないので、第１シャフトに支持された各歯車と第２シャフトに支持された各歯車が径方向に大きくなり過ぎることがない。従って、輪列機構が、出力軸の径方向で大型化することを抑制できる。

本発明において、前記輪列機構は、前記第３歯車の前記第２方向において前記第２シャフトに回転可能に支持された第４歯車を備え、前記第４歯車は、大径歯車部分と、前記大径歯車部分よりも外径寸法の小さい小径歯車部分と、を備える複合歯車であり、前記第２歯車の小径歯車部分は、前記第４歯車の大径歯車部分に噛合し、前記第４歯車の小径歯車部分は、前記出力軸の前記歯車部に噛合するものとすることができる。このようにすれば、輪列機構によりモータ出力軸の回転を出力軸に伝達できる。

本発明において、前記モータ、前記輪列機構、および前記出力軸の前記歯車部を収容するとともに、前記出力軸を貫通させて前記接続部を外部に露出させる開口部を備えるケースを有し、前記ケースは、前記モータ出力軸および前記モータ本体を収容する第１ケースと、前記軸線方向と交差する方向に延びて前記ケース内を２つに仕切る隔壁部を有し前記第１ケースの前記第２方向に積層される第２ケースと、前記開口部を有し前記第２ケースの前記第２方向に積層される第３ケースと、を備え、前記第１ケースは、前記第１シャフトの前記第１方向の端部を保持する第１シャフト第１保持部と、前記第２シャフトの前記第１方向の端部を保持する第２シャフト第１保持部と、を備え、前記第３ケースは、前記第１シャフトの前記第２方向の端部を保持する第１シャフト第２保持部と、前記第２シャフトの前記第２方向の端部を保持する第２シャフト第２保持部と、を備え、前記モータ、前記第１歯車、前記第２歯車の大径歯車部分、および第３歯車は、前記隔壁部の前記第１方向に位置し、前記出力軸および前記第４歯車は、前記隔壁部の前記第２方向に位置し、前記隔壁部は、前記第１シャフトおよび前記第２歯車の小径歯車部分を貫通させる隔壁部側第１貫通孔と、前記第２シャフトを貫通させる隔壁部側第２貫通孔と、を備えるものとすることができる。このようにすれば、第１ケースおよび第３ケースによってモータ本体の側方を伸びる２本のシャフトを支持できる。また、第２ケースの隔壁部は、第１シャフトおよび第２歯車の小径歯車部分を貫通させる隔壁部側第１貫通孔を備える。従って、ケース内が隔壁部によって仕切られていても、輪列機構は、隔壁部の第１方向に位置する第１歯車および第３歯車の回転を、隔壁部の第２方向に位置する第４歯車および出力軸に伝達できる。従って、隔壁部が存在することにより、輪列機構がモータ本体の側方において、出力軸の径方向に離間することを防止或いは抑制できる。

本発明において、前記出力軸の回転角度位置を検出するためのポテンショメータと、厚み方向を前記軸線方向に向けて前記モータ本体と前記隔壁部との間に配置され当該隔壁部と隙間を開けて対向する基板と、を有し、前記モータは、前記モータ本体から前記第２方
向に突出する一対のモータ端子を備え、前記ポテンショメータは、前記基板の前記隔壁部に対向する基板表面に取り付けられた検出部と、前記検出部のギア接続部に接続されるポテンショギアと、を備え、前記基板は、一対のモータ端子用貫通孔と、前記モータに電力を供給するための第１配線パターンと、前記検出部に電力を供給するとともに当該ポテンショメータからの信号を外部に取り出すための第２配線パターンと、を備え、一対の前記モータ端子は、一対の前記モータ端子用貫通孔を貫通した状態で前記第１配線パターンに接続され、前記第１歯車、前記第２歯車の大径歯車部分、および第３歯車は、前記基板の前記第１方向に位置し、前記基板は、前記第１シャフトおよび前記第２歯車の小径歯車部分を貫通させる基板側第１貫通孔と、前記第２シャフトを貫通させる基板側第２貫通孔と、を備えるものとすることができる。このようにすれば、モータとポテンショメータとを１枚の基板に搭載できる。また、基板は、第１シャフトおよび第２歯車の小径歯車部分を貫通させる基板側第１貫通孔を備える。従って、輪列機構は、基板の第１方向に位置する第１歯車および第３歯車の回転を、基板の第２方向に位置する第４歯車および出力軸に伝達できる。従って、基板が存在することにより、輪列機構がモータ本体の側方において、出力軸の径方向に離間することを防止或いは抑制できる。

本発明において、前記基板に固定され、前記第１配線パターンおよび前記第２配線パターンに接続されたコネクタを有し、前記ケースは、前記コネクタを当該ケースの外側に露出させるコネクタ用開口部を備え、前記コネクタには、外部コネクタが前記軸線方向から着脱されるものとすることができる。このようにすれば、外部コネクタをコネクタに装着したときに、外部コネクタがケースから軸線方向と直交する方向に突出することを抑制できる。

次に、本発明は、便蓋開閉ユニットは、上記の開閉部材駆動装置を有し、前記開閉部材は、便蓋であることを特徴とする。

本発明によれば、開閉部材駆動装置の出力軸と、モータのモータ出力軸とは平行である。また、出力軸は、軸線方向でモータの第２方向に位置し、軸線方向から見た場合に、出力軸とモータ出力軸とは重なる。従って、モータ出力軸の回転を出力軸に伝達する輪列機構を、径方向で出力軸に近い位置に形成できる。また、輪列機構は、モータ本体の側方を軸線方向に平行に延びる第１シャフトおよび第２シャフトに支持された第１歯車、第２歯車、第３歯車を有する。これらの各歯車は直交方向から見た場合にモータ本体と重なる位置に配列されている。モータ本体の側方に位置する輪列機構が、出力軸の径方向に広がって配列されていないので、輪列機構を、出力軸の径方向で小さく構成することが容易となる。

便蓋開閉ユニットの説明図である。 開閉部材駆動装置の外観斜視図である。 ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸の側から見た斜視図である。 ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た斜視図である。 ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た平面図である。 図２のＡ－Ａ線断面図である。 図２のＢ－Ｂ線断面図である。 第３ケースを外した開閉部材駆動装置の分解斜視図である。 隔壁部よりも第２方向に位置する部材を外した開閉部材駆動装置の分解斜視図である。 隔壁部よりも第２方向に位置する部材と第２ケースを外した開閉部材駆動装置の分解斜視図である。 基板と基板よりも第１方向に位置する部材の分解斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の便蓋開閉ユニットの実施の形態を説明する。

（全体構成）
図１は、便蓋開閉ユニットの説明図である。図２は、開閉部材駆動装置の外観斜視図である。図３は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸の側から見た場合の斜視図である。図４は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た場合の斜視図である。図５は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た場合の平面図である。図６は、図２のＡ－Ａ線断面図である。図７は、図２のＢ－Ｂ線断面図である。

図１に示すように、便蓋開閉ユニット１は、便蓋２と、便蓋２を駆動する開閉部材駆動装置３と、を有する。便蓋開閉ユニット１は、便器本体４および便座５を備えるトイレユニット６に取り付けられて、便蓋２を回転させる。便蓋開閉ユニット１がトイレユニット６に取り付けられた状態で、便蓋２の回転軸Ｈは、水平方向に延びる。便蓋２は、開閉部材駆動装置３の駆動により、便器本体４および便座５に上方から被さる閉位置２Ａと、便器本体４から立ち上がる開位置２Ｂとの間を移動する。

図２に示すように、開閉部材駆動装置３は、ケース１０と、ケース１０に設けられた開口部１０ａからケース１０の外側に突出する出力軸１１と、備える。ケース１０は、柱形状であり、出力軸１１の軸線Ｌ１に沿って延びる。図３、図４に示すように、ケース１０内には、モータ１２と、モータ１２の駆動力を出力軸１１に伝達する輪列機構１３と、が収容されている。また、ケース１０内には、基板１４と、出力軸１１の回転角度位置を検出するためのポテンショメータ１５と、が収容されている。

開閉部材駆動装置３は、出力軸１１の軸線Ｌ１を便蓋２の回転軸Ｈと一致させた姿勢でトイレユニット６に取り付けられる。すなわち、出力軸１１を水平方向に向けてトイレユニット６に取り付けられる。開閉部材駆動装置３が出力軸１１を所定の角度範囲で回転駆動することにより、便蓋２は、閉位置２Ａと開位置２Ｂとの間を移動する。本例において、所定の角度範囲は、１３０°以下である。ここで、開閉部材駆動装置３は、図１に実線で示すように、回転軸Ｈに沿った方向で便蓋２の一方側に設置される場合がある。また、開閉部材駆動装置３は、図１に鎖線で示すように、回転軸Ｈに沿った方向で便蓋２の他方側に設置される場合がある。

（モータ）
モータ１２は、ＤＣモータである。図３、図６、図７に示すように、モータ１２は、モータ本体１７と、モータ本体１７から一方側に突出するモータ出力軸１８と、モータ本体１７からモータ出力軸１８とは反対方向に突出する一対のモータ端子１９と、を備える。モータ出力軸１８は、出力軸１１の位置する側とは反対方向に突出し、一対のモータ端子１９は、出力軸１１が位置する側に突出する。モータ出力軸１８には、モータピニオン２０が取り付けられている。

モータ出力軸１８の軸線Ｌ２と開閉部材駆動装置３の出力軸１１の軸線Ｌ１とは、平行である。図５から分かるように、出力軸１１の軸線Ｌ１に沿った方向から見た場合に、モータ本体１７は出力軸１１と部分的に重なる。また、出力軸１１の軸線Ｌ１に沿った方向から見た場合に、モータ出力軸１８は出力軸１１と重なる。すなわち、モータ出力軸１８は、出力軸１１の内側に位置する。以下の説明では、モータ出力軸１８の軸線Ｌ１および出力軸１１の軸線Ｌ１に沿った方向を軸線方向Ｘとする。また、モータ出力軸１８がモー
タ本体１７から突出する方向を軸線方向Ｘの第１方向Ｘ１とし、その反対方向を第２方向Ｘ２とする。従って、一対のモータ端子１９は、モータ本体１７から第２方向Ｘ２に突出する。出力軸１１は、ケース１０から第２方向Ｘ２に突出する。モータ１２は、出力軸１１の第１方向Ｘ１に位置する。

（出力軸）
図３、図４に示すように、出力軸１１は、便蓋２（開閉部材）が接続される接続部２２と、モータ１２の駆動力が伝達される歯車部２３と、回転角度位置検出用歯車部２４とを備える。接続部２２、歯車部２３、および回転角度位置検出用歯車部２４は、同軸である。歯車部２３は、接続部２２の第１方向Ｘ１に設けられている。回転角度位置検出用歯車部２４は、歯車部２３の第１方向Ｘ１に設けられている。歯車部２３は、出力軸１１の周方向において１８０°以下の角度範囲に設けられている。出力軸１１の歯車部２３および回転角度位置検出用歯車部２４は、ケース１０内に収容されている。接続部２２は、開口部１０ａを介して、ケース１０の外側に位置する。

（輪列機構）
輪列機構１３は、大径歯車部分と大径歯車部分よりも小径の小径歯車部分を備える複数の複合歯車を備える。各複合歯車は、小径歯車部分を第１方向に向けて配置される。各複合歯車が噛み合う部分には、グリスが塗布されている。輪列機構１３は、減速輪列である。また、輪列機構１３は、これら複数の複合歯車を回転可能に支持する３本のシャフトを備える。

具体的には、輪列機構１３は、モータピニオン２０に噛合する第１複合歯車２６と、第１複合歯車２６を回転可能に支持する第１複合歯車用シャフト２７と、を備える。第１複合歯車用シャフト２７は、モータ本体１７の第１方向Ｘ１で軸線方向Ｘに延びる。

また、輪列機構１３は、モータ本体１７の側方を軸線方向Ｘに平行に延びる第１シャフト２８および第２シャフト２９を備える。さらに、輪列機構１３は、第１シャフト２８に回転可能に支持された第２複合歯車３１（第１歯車）、第２複合歯車３１の第２方向Ｘ２において第１シャフト２８に回転可能に支持された第３複合歯車３２（第２歯車）を備える。また、輪列機構１３は、第２シャフト２９に回転可能に支持された第４複合歯車３３、第４複合歯車３３の第２方向Ｘ２において第２シャフト２９に回転可能に支持された第５複合歯車３４（第３歯車）、および第５複合歯車３４の第２方向Ｘ２において第２シャフト２９に回転可能に支持された第６複合歯車３５（第４歯車）を備える。図５に一点鎖線で示すように、第１シャフト２８と第２シャフト２９が配列された配列方向Ｍおよび軸線方向Ｘと直交する直交方向Ｎから見た場合に、第１シャフト２８および第２シャフト２９は、モータ本体１７と重なる。従って、第１シャフト２８と第２シャフト２９との間隔は、直交方向Ｎから見た場合のモータ１２の幅よりも、狭い。

図３、図４に示すように、第１複合歯車２６は、その大径歯車部分２６ａがモータピニオン２０に噛合し、その小径歯車部分２６ｂが第２シャフト２９の最も第１方向Ｘ１に位置する第４複合歯車３３の大径歯車部分３３ａに噛合する。第４複合歯車３３は、その小径歯車部分３３ｂが第１シャフト２８の最も第１方向Ｘ１に支持された第２複合歯車３１の大径歯車部分３１ａに噛合する。第２複合歯車３１は、小径歯車部分３１ｂが第２シャフト２９に支持された第５複合歯車３４の大径歯車部分３４ａに噛合する。第５複合歯車３４は、その小径歯車部分３４ｂが、第１シャフト２８に支持された第３複合歯車３２の大径歯車部分３２ａに噛合する。第３複合歯車３２は、その小径歯車部分３２ｂが、第２シャフト２９に支持された第６複合歯車３５の大径歯車部分３５ａに噛合する。第６複合歯車３５は、その小径歯車部分３５ｂが、出力軸１１の歯車部２３に噛合する。第６複合歯車３５は、輪列機構１３の最終歯車である。モータ出力軸１８（モータピニオン２０）
の回転は、駆動力伝達方向の上流側から下流側に向かって、第１複合歯車２６、第４複合歯車３３、第２複合歯車３１、第５複合歯車３４、第３複合歯車３２、第６複合歯車３５の順に伝達させて出力軸１１に達する。ここで、図４に示すように、第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂは、第１方向Ｘ１の端部分であって大径歯車部分３２ａに隣り合う部分に、歯を有さない円柱部３２ｃを備える。円柱部３２ｃは、所定の高さ寸法を備える。なお、円柱部３２ｃには、グリスは塗布されていない。また、図６に示すように、第５複合歯車３４は、その大径歯車部分３４ａと小径歯車部分３４ｂとの間に、駆動力の伝達を継断するトルクリミッタ３７が設けられている。

ここで、図３、図４、図６、図７から分かるように、第１シャフト２８に支持された第２複合歯車３１および第３複合歯車３２、および第２シャフト２９に支持された第５複合歯車３４は、モータ本体１７の側方に位置する。また、図５から分かるように、直交方向Ｎから見た場合に、第２複合歯車３１および第３複合歯車３２、および第２シャフト２９に支持された第５複合歯車３４は、モータ本体１７と重なる。

（基板、およびポテンショメータ）
図８は、第３ケースを外した開閉部材駆動装置３の分解斜視図である。図９は、隔壁部よりも第２方向Ｘ２に位置する部材を外した開閉部材駆動装置３の分解斜視図である。図１０は、基板１４よりも第２方向Ｘ２に位置する部材と第２ケースを外した開閉部材駆動装置の分解斜視図である。図１１は、基板１４と基板１４よりも第１方向Ｘ１に位置する部材の分解斜視図である。

図３、図４に示すように、基板１４は、厚み方向を前記軸線方向Ｘに向けてモータ本体１７と出力軸１１との間に配置されている。図３に示しように、ポテンショメータ１５は、基板１４の第２方向Ｘ２を向く基板表面１４ａに取り付けられた検出部３８と、検出部３８のギア接続部３８ａに接続されるポテンショギア３９と、を備える。

基板１４は、図３および図１１に示すように、一対のモータ端子用貫通孔４１と、モータ１２に電力を供給するための第１配線パターン４２と、検出部３８に電力を供給するとともにポテンショメータ１５からの回転角度位置信号（信号）を外部に取り出すための第２配線パターン４３と、を備える。一対のモータ端子１９は、一対のモータ端子用貫通孔４１を貫通した状態で第１配線パターン４２に接続される。図４に示すように、基板１４において、第１方向Ｘ１を向く基板裏面１４ｂには、コネクタ４５が取り付けられている。コネクタ４５は、第１配線パターン４２および第２配線パターン４３に電気的に接続されている。コネクタ４５には、外部の機器から延びるケーブルに設けられた外部コネクタが、第１方向Ｘ１の側から着脱可能に接続される。モータ１２および検出部３８には、コネクタ４５から基板１４を介して、外部の機器から電力が供給される。

ここで、図６、図７、図１１に示すように、基板１４には、第１シャフト２８および第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂを貫通させる基板側第１貫通孔４７と、第２シャフト２９を貫通させる基板側第２貫通孔４８と、が設けられている。ここで、図４に示すように、基板側第１貫通孔４７を貫通した第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂは、基板１４の第２方向Ｘ２で第６複合歯車３５の大径歯車部分３５ａに噛合する。この一方で、第３複合歯車３２の大径歯車部分３２ａは、基板１４の第１方向Ｘ１で第５複合歯車３４の小径歯車部分３４ｂと噛合している。すなわち、基板１４の第１方向Ｘ１には、第１複合歯車２６、第２複合歯車３１、第３複合歯車３２の大径歯車部分３２ａ、第４複合歯車３３、および第５複合歯車３４が位置する。基板１４の第２方向Ｘ２には、第６複合歯車３５および出力軸１１が位置する。輪列機構１３は、基板１４の第１方向Ｘ１の側から第２方向Ｘ２にモータ１２の駆動量を伝達している。なお、第５複合歯車３４の小径歯車部分３４ｂには、第２方向に突出する小径の円柱部３４ｃが設けられており、図１０に示す
ように、基板側第２貫通孔４８には、円柱部３４ｃが挿入されている。

図３、図６に示すように、ポテンショギア３９は、検出部３８のギア接続部３８ａに嵌合する嵌合部５１、歯部を備える歯車本体部５２、および軸線方向Ｘに延びて歯車本体部５２と嵌合部５１とを接続する軸部５３を備える。歯車本体部５２は、出力軸１１の回転角度位置検出用歯車部２４に噛合する。これにより、ポテンショメータ１５は、出力軸１１の回転角度位置を、直接的に、検出する。

（ケース）
図１に示すように、ケース１０は、第２方向Ｘ２の端面に、出力軸１１を貫通させて接続部２２を外部に露出させる開口部１０ａを備える。また、図６、図７に示すように、ケース１０は、内部に、軸線方向Ｘと交差する方向に延びてケース１０内を２つの領域に仕切る隔壁部５５を備える。さらにケース１０は、隔壁部５５の第１方向Ｘ１に、コネクタ４５を外部に露出させるコネクタ用開口部１０ｂを備える。

より具体的には、ケース１０は、図１に示すように、軸線方向Ｘの第１方向Ｘ１の側から第２方向Ｘ２に向かって積層された第１ケース６１、第２ケース６２および第３ケース６３を備える。隔壁部５５は、第２ケース６２に設けられている。コネクタ用開口部１０ｂは、第１ケース６１と第２ケース６２との間に形成される。図６に示すように、第３ケース６３は、開口部１０ａを備え、出力軸１１の歯車部２３および回転角度位置検出用歯車部２４を内部に収容する。

図２、図６、図７、図１１に示すように、第１ケース６１は、第１方向Ｘ１の端面を規定する第１板部６５と、第１板部６５の外周縁から第２方向Ｘ２の延びる筒状の第１周壁部６６と、を備える。図６、図７に示すように、第１板部６５は、第２方向Ｘ２を向く端面に、第１シャフト２８の第１方向Ｘ１の端部を保持する第１シャフト第１保持部６７と、第２シャフト２９の第１方向Ｘ１の端部を保持する第２シャフト第１保持部６８と、第１複合歯車用シャフト２７の第１方向Ｘ１の端部分を保持する第３保持部６９と、を備える。第１周壁部６６の第２方向Ｘ２の端部には基板１４が載置される。第１周壁部６６の第２方向Ｘ２の端部に載置された基板１４は、隔壁部５５の第１方向Ｘ１で、ケース１０内を２つに仕切る。第１周壁部６６の第２方向Ｘ２の端縁の周方向の一部分には、径方向内側に窪む凹部７０が設けられている。基板１４に取り付けられたコネクタ４５は、第１ケース６１の径方向外側で、凹部７０の内側に配置される。

第１ケース６１には、モータ１２のモータ出力軸１８およびモータ本体１７が収容される。また、第１ケース６１には、輪列機構１３において基板１４の第１方向Ｘ１に位置する第１複合歯車２６、第２複合歯車３１、第３複合歯車３２の大径歯車部分３２ａ、第４複合歯車３３、および第５複合歯車３４が収容される。ここで、図３に示すように、第１複合歯車用シャフト２７の第２方向Ｘ２の端部分は、第１ケース６１内において、モータ本体１７の第１方向Ｘ１の端面に取り付けられた支持部材７１により支持される。

図２、図１０に示すように、第２ケース６２は、筒状の第２周壁部７４と、第２周壁部７４の軸線方向Ｘの途中から軸線Ｌ１と直交する方向に延びる隔壁部５５と、を備える。図６、図７に示すように、第２周壁部７４の下端部分の内周面には段部７５が設けられている。第２ケース６２が第１ケース６１に重ねられたときに、段部７５において第１方向Ｘ１を向く端面は、基板１４の外周縁に当接する。これにより、段部７５の端面は、第１周壁部６６の端部との間に、基板１４を挟む。第２周壁部７４の下端部分において、段部７５の端面の外周側で段部７５よりも第１方向に延びる壁部分は、基板１４の外周側に位置して当該基板１４を径方向内側に収容する。隔壁部５５には、第２方向Ｘ２を向く面に、出力軸１１を回転可能に支持する出力軸支持部７７が設けられている。

ここで、隔壁部５５は、基板１４の第２方向Ｘ２で、基板１４と隙間を開けて対応する。図６に示すように、隔壁部５５の第１方向Ｘ１で基板１４との間に設けられた隙間Ｃには、基板１４に取り付けられたポテンショメータ１５の検出部３８が位置する。また、第２ケース６２が第１ケース６１に重ねられたときに、第２周壁部７４と第１ケース６１の第１周壁部６６に設けられた凹部７０との間には、第１方向Ｘ１を向くコネクタ用開口部１０ｂが形成される。コネクタ４５は、コネクタ用開口部１０ｂからケース１０の外部に露出して、第１方向Ｘ１に延びる。隔壁部５５には、第２方向Ｘ２を向く面に、出力軸１１を回転可能に支持する出力軸支持部７７が設けられている。また、

図９に示すように、隔壁部５５は、隔壁部側第１貫通孔７８と、隔壁部側第２貫通孔７９と、を備える。隔壁部側第１貫通孔７８は、基板１４の基板側第１貫通孔４７を貫通した第１シャフト２８および第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂを貫通させる。隔壁部側第２貫通孔７９は、基板１４の基板側第２貫通孔４８を貫通した第２シャフト２９を貫通させる。図７に示すように、隔壁部側第１貫通孔７８を第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂが貫通したときに、小径歯車部分３２ｂに設けられた円柱部３２ｃは、隔壁部５５と基板１４との間に位置する。隔壁部側第１貫通孔７８を貫通した第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂは、隔壁部５５の第２方向Ｘ２で第６複合歯車３５の大径歯車部分３５ａに噛合する。第６複合歯車３５の小径歯車部分３５ｂは、隔壁部５５の第２方向Ｘ２で出力軸１１の歯車部２３に噛合する。一方、第３複合歯車３２の大径歯車部分３２ａは、隔壁部５５の第１方向Ｘ１、且つ、基板の第１方向Ｘ１で第５複合歯車３４の小径歯車部分３４ｂと噛合する。従って、輪列機構１３は、隔壁部５５の第１方向Ｘ１の側から第２方向Ｘ２にモータ１２の駆動量を伝達できる。

また、隔壁部５５は、図６、図９に示すように、ポテンショギア３９の軸部５３を軸線方向Ｘに貫通させるポテンショギア用貫通孔８０を備える。これにより、ポテンショギア３９は、歯車本体部５２が隔壁部５５の第２方向Ｘ２で出力軸１１の回転角度位置検出用歯車部２４に噛合し、嵌合部５１が隔壁部５５の第１方向Ｘ１で検出部３８のギア接続部３８ａに嵌合する。

ここで、図９、図１０に示すように、第２ケース６２は、隔壁部５５から第２方向Ｘ２に突出してポテンショメータ１５の軸部５３を回転可能に支持するポテンショギア支持部８１を備える。ポテンショギア支持部８１は、ポテンショギア用貫通孔８０の開口縁に沿って湾曲する支持面８１ａを備える。図６に示すように、隔壁部５５におけるポテンショギア用貫通孔８０の内周面および支持面は、軸部５３に摺接する。また、第２ケース６２は、隔壁部５５における隔壁部側第１貫通孔７８の開口縁から第２方向Ｘ２に突出して、第２歯車の小径歯車部分３２ｂの隔壁部５５よりも第２方向Ｘ２に突出する先端部分を覆うカバー部８４を備える。図９に示すように、カバー部８４は、周方向で第６複合歯車３５と対向する位置に、突出部と第６複合歯車３５との噛合を許容する開口８４ａを備える。第１シャフト２８は、カバー部８４を軸線方向Ｘに貫通する。

図６、図７、図８に示すように、第３ケース６３は、第２方向Ｘ２の端面を規定する第３板部８６と、第３板部８６の外周縁から第１方向Ｘ１に延びる筒状の第３周壁部８７と、備える。第３板部８６には、開口部１０ａが設けられている。第３板部８６における開口部１０ａの開口縁は、出力軸１１を径方向外側から回転可能に支持する支持部となっている。図７、図８に示すように、第３板部８６は、第１方向Ｘ１を向く面に、第１シャフト２８の第２方向Ｘ２の端部を保持する第１シャフト第２保持部８８と、第２シャフト２９の第２方向Ｘ２の端部を保持する第２シャフト第２保持部８９と、を備える。第３ケース６３は、第２ケース６２の隔壁部５５を第２方向Ｘ２から覆いう。隔壁部５５と第３ケース６３との間には、第６複合歯車３５、出力軸１１の歯車部２３および回転角度位置検
出用歯車部２４、並びに、ポテンショギア３９の歯車本体部５２が収容される。

（動作）
外部の機器からコネクタ４５および基板１４を介してモータ１２に電力が供給されると、モータ出力軸１８は、正方向、または、逆方向に回転する。モータ出力軸１８の回転は、輪列機構１３を介して出力軸１１に伝達される。出力軸１１が回転すると、ポテンショメータ１５からは、出力軸１１の回転角度位置に対応する回転角度位置信号が出力される。回転角度位置信号は、コネクタ４５を介して外部の機器に入力される。外部の機器は、回転角度位置信号に基づいて、モータ１２を駆動制御して出力軸１１を所定の角度範囲で回転させる。これにより、出力軸１１の接続部２２に接続された便蓋２は、出力軸１１の軸線Ｌ１回りを閉位置２Ａから開位置２Ｂ、または、開位置２Ｂから閉位置２Ａに移動する。

（作用効果）
本例によれば、開閉部材駆動装置３の出力軸１１と、モータ１２のモータ出力軸１８とは平行である。また、出力軸１１は、軸線方向Ｘでモータ１２の第２方向Ｘ２に位置し、軸線方向Ｘから見た場合に、出力軸１１とモータ出力軸１８とは重なる。従って、軸線方向Ｘから見た場合にモータ出力軸１８が出力軸１１と重ならない位置で出力軸１１の径方向に延びている場合と比較して、モータ出力軸１８の回転を出力軸１１に伝達する輪列機構１３を、出力軸１１に近い位置に設けることができる。また、輪列機構１３は、モータ本体１７の側方を軸線方向Ｘに平行に延びる第１シャフト２８および第２シャフト２９に支持された第２複合歯車３１、第３複合歯車３２、第５複合歯車３４を有する。これらの各歯車は直交方向から見た場合にモータ本体１７と重なる位置に配列されおり、モータ出力軸１８の回転は、第２複合歯車３１、第５複合歯車３４、第３複合歯車３２の順に、第１方向Ｘ１の側から第２方向Ｘ２に伝達される。モータ本体１７の側方に位置する輪列機構１３が、出力軸１１の径方向に広がって配置されていないので、輪列機構１３を、出力軸１１の径方向で小さく構成することが容易となる。

本例において、直交方向から見た場合に、第１シャフト２８および第２シャフト２９は、モータ本体１７と重なる。これにより、第１シャフト２８と、第２シャフト２９との間隔が広くなり過ぎることがないので、第１シャフト２８に支持された各歯車と第２シャフト２９に支持された各歯車が径方向で大きくなり過ぎることを防止できる。に大型化することを抑制できる。従って、輪列機構１３が出力軸１１の径方向で大型化することを抑制できる。

本例において、輪列機構１３は、第５複合歯車３４の第２方向Ｘ２において第２シャフト２９に回転可能に支持された第６複合歯車３５を備える。第６複合歯車３５は、大径歯車部分３５ａと、大径歯車部分３５ａよりも外径寸法の小さい小径歯車部分３５ｂと、を備える。第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂは、第６複合歯車３５の大径歯車部分３５ａに噛合し、第６複合歯車３５の小径歯車部分３５ｂは、出力軸１１の歯車部２３に噛合する。従って、輪列機構１３によりモータ出力軸１８の回転を出力軸１１に伝達できる。

また、本例は、モータ１２、輪列機構１３、および出力軸１１の歯車部２３を収容するとともに、出力軸１１を貫通させて接続部２２を外部に露出させる開口部１０ａを備えるケース１０を有する。ケース１０は、モータ出力軸１８およびモータ本体１７を収容する第１ケース６１と、軸線方向Ｘと交差する方向に延びてケース１０内を２つに仕切る隔壁部５５を有し第１ケース６１の第２方向Ｘ２に積層される第２ケース６２と、開口部１０ａを有し第２ケース６２の第２方向Ｘ２に積層される第３ケース６３と、を備える。第１ケース６１は、第１シャフト２８の第１方向Ｘ１の端部を保持する第１シャフト第１保持
部６７と、第２シャフト２９の第１方向Ｘ１の端部を保持する第２シャフト第１保持部６８と、を備える。第３ケース６３は、第１シャフト２８の第２方向Ｘ２の端部を保持する第１シャフト第２保持部８８と、第２シャフト２９の第２方向Ｘ２の端部を保持する第２シャフト第２保持部８９と、を備える。モータ１２、第２複合歯車３１、第３複合歯車３２の大径歯車部分ａ、および第５複合歯車３４は、隔壁部５５の第１方向Ｘ１に位置し、出力軸１１および第６複合歯車３５は、隔壁部５５の第２方向Ｘ２に位置する。隔壁部５５は、第１シャフト２８および第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂを貫通させる隔壁部側第１貫通孔７８と、第２シャフト２９を貫通させる隔壁部側第２貫通孔７９と、を備える。従って、第１ケース６１および第３ケース６３によってモータ本体１７の側方を伸びる２本のシャフトを支持できる。また、第２ケース６２の隔壁部５５は、第１シャフト２８および第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂを貫通させる隔壁部側第１貫通孔７８を備える。従って、ケース１０内が隔壁部５５によって仕切られていても、輪列機構１３は、隔壁部５５の第１方向Ｘ１に位置する第２複合歯車３１および第５複合歯車３４の回転を、隔壁部５５の第２方向Ｘ２に位置する第６複合歯車３５および出力軸１１に伝達できる。よって、隔壁部５５が存在することにより、輪列機構１３がモータ本体１７の側方において、出力軸１１の径方向に離間することを防止或いは抑制できる。

さらに、本例は、出力軸１１の回転角度位置を検出するためのポテンショメータ１５と、厚み方向を軸線方向Ｘに向けてモータ本体１７と隔壁部５５との間に配置され当該隔壁部５５と隙間Ｃを開けて対向する基板１４と、を有する。モータ１２は、モータ本体１７から第２方向Ｘ２に突出する一対のモータ端子１９を備える。ポテンショメータ１５は、基板１４の隔壁部５５に対向する基板表面１４ａに取り付けられた検出部３８と、検出部３８のギア接続部３８ａに接続されるポテンショギア３９と、を備える。基板１４は、一対のモータ端子用貫通孔４１と、モータ１２に電力を供給するための第１配線パターン４２と、検出部３８に電力を供給するとともに当該ポテンショメータ１５からの信号を外部に取り出すための第２配線パターン４３と、を備える。一対のモータ端子１９は、一対のモータ端子用貫通孔４１を貫通した状態で第１配線パターン４２に接続される。第２複合歯車３１、第３複合歯車３２の大径歯車部分ａ、および第５複合歯車３４は、基板１４の第１方向Ｘ１に位置する。基板１４は、第１シャフト２８および第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂを貫通させる基板側第１貫通孔４７と、第２シャフト２９を貫通させる基板側第２貫通孔４８と、を備える。従って、本例によれば、モータ１２とポテンショメータ１５とを１枚の基板１４に搭載できる。また、基板１４は、第１シャフト２８および第３複合歯車３２の小径歯車部分３２ｂを貫通させる基板側第１貫通孔４７を備える。従って、輪列機構１３は、基板１４の第１方向Ｘ１に位置する第２複合歯車３１および第５複合歯車３４の回転を、基板１４の第２方向Ｘ２に位置する第６複合歯車３５および出力軸１１に伝達できる。よって、基板１４が存在することにより、輪列機構１３がモータ本体１７の側方において、出力軸１１の径方向に離間することを防止或いは抑制できる。

また、本例は、基板１４に固定され、第１配線パターン４２および第２配線パターン４３に接続されたコネクタ４５を有する。ケース１０は、コネクタ４５を当該ケース１０の外側に露出させるコネクタ用開口部１０ｂを備える。コネクタ４５は、外部の機器から延びる外部コネクタが軸線方向Ｘから着脱される。従って、コネクタ４５に外部コネクタを装着したときに、外部コネクタがケース１０から軸線方向Ｘに突出することを抑制できる。

なお、開閉部材駆動装置３の出力軸１１に接続される開閉部材は便蓋２に限られない。例えば、トイレユニット６の便座５を開閉部材として、出力軸１１に接続してもよい。また、開口を開閉する扉などを開閉部材として、出力軸１１に接続してもよい。

１…便蓋開閉ユニット、２…便蓋、２Ａ…閉位置、２Ｂ…開位置、３…開閉部材駆動装置、４…便器本体、５…便座、６…トイレユニット、１０…ケース、１０ａ…開口部、１０ｂ…コネクタ用開口部、１１…出力軸、１２…モータ、１３…輪列機構、１４…基板、１４ａ…基板表面、１４ｂ…基板裏面、１５…ポテンショメータ、１７…モータ本体、１８…モータ出力軸、１９…モータ端子、２０…モータピニオン、２２…接続部、２３…歯車部、２４…回転角度位置検出用歯車部、２６…第１複合歯車、２７…第１複合歯車用シャフト、２８…第１シャフト、２９…第２シャフト、３１…第２複合歯車(第１歯車）、３２…第３複合歯車(第２歯車）、３２ｃ…円柱部、３３…第４複合歯車、３４…第５複合歯車(第３歯車）、３５…第６複合歯車（第４歯車）、３７…トルクリミッタ、３８…検出部、３８ａ…ギア接続部、３９…ポテンショギア、４１…モータ端子用貫通孔、４２…第１配線パターン、４３…第２配線パターン、４５…コネクタ、４７…基板側第１貫通孔、４８…基板側第２貫通孔、５１…嵌合部、５２…歯車本体部、５３…軸部、５５…隔壁部、６１…第１ケース、６２…第２ケース、６３…第３ケース、６５…第１板部、６６…第１周壁部、６８…第２シャフト第１保持部、６９…第３保持部、７０…凹部、７１…支持部材、７４…第２周壁部、７５…段部、７７…出力軸支持部、７８…隔壁部側第１貫通孔、７９…隔壁部側第２貫通孔、８０…ポテンショギア用貫通孔、８１…ポテンショギア支持部、８１ａ…支持面、８４…カバー部、８４ａ…開口、８６…第３板部、８７…第３周壁部、８８…第１シャフト第２保持部、８９…第２シャフト第２保持部、Ｌ１…軸線、Ｌ２…軸線、Ｘ…軸線方向

Claims (7)

1. モータ本体および前記モータ本体から突出するモータ出力軸を備えるモータと、
   前記モータ出力軸の軸線に沿った方向を軸線方向、前記モータ出力軸が前記モータ本体から突出する方向を第１方向、その反対方向を第２方向とした場合に、前記モータの前記第２方向で前記軸線方向に延び、開閉部材が接続される接続部および当該接続部の前記第２方向に位置する歯車部を備える出力軸と、
   前記モータ出力軸の回転を前記出力軸に伝達する輪列機構と、を有し、
   前記軸線方向から見た場合に、前記出力軸と前記モータ出力軸とは重なり、
   前記輪列機構は、前記モータ本体の側方を前記軸線方向に平行に延びる第１シャフトおよび第２シャフトと、前記第１シャフトに回転可能に支持された第１歯車と、前記第１歯車の前記第２方向において前記第１シャフトに回転可能に支持された第２歯車と、前記第２シャフトに回転可能に支持された第３歯車と、を備え、
   前記第１歯車、前記第２歯車、および前記第３歯車は、それぞれ大径歯車部分と、前記大径歯車部分よりも外径寸法の小さい小径歯車部分と、を備える複合歯車であり、
   前記第１歯車の小径歯車部分は、前記第３歯車の大径歯車部分に噛合し、
   前記第３歯車の小径歯車部分は、前記第２歯車の大径歯車部分に噛合し、
   前記モータ出力軸の回転は、前記第１歯車、前記第３歯車、前記第２歯車の順に伝達され、
   前記第１歯車、前記第２歯車、および前記第３歯車は、前記第１シャフトと前記第２シャフトが配列された配列方向および前記軸線方向と直交する直交方向から見た場合に、前記モータ本体と重なることを特徴とする開閉部材駆動装置。
2. 前記直交方向から見た場合に、前記第１シャフトおよび前記第２シャフトは、前記モータ本体と重なることを特徴とする請求項１に記載の開閉部材駆動装置。
3. 前記輪列機構は、前記第３歯車の前記第２方向において前記第２シャフトに回転可能に支持された第４歯車を備え、
   前記第４歯車は、大径歯車部分と、前記大径歯車部分よりも外径寸法の小さい小径歯車部分と、を備える複合歯車であり、
   前記第２歯車の小径歯車部分は、前記第４歯車の大径歯車部分に噛合し、
   前記第４歯車の小径歯車部分は、前記出力軸の前記歯車部に噛合することを特徴とする請求項２に記載の開閉部材駆動装置。
4. 前記モータ、前記輪列機構、および前記出力軸の前記歯車部を収容するとともに、前記出力軸を貫通させて前記接続部を外部に露出させる開口部を備えるケースを有し、
   前記ケースは、前記モータ出力軸および前記モータ本体を収容する第１ケースと、前記軸線方向と交差する方向に延びて前記ケース内を２つに仕切る隔壁部を有し前記第１ケースの前記第２方向に積層される第２ケースと、前記開口部を有し前記第２ケースの前記第２方向に積層される第３ケースと、を備え、
   前記第１ケースは、前記第１シャフトの前記第１方向の端部を保持する第１シャフト第１保持部と、前記第２シャフトの前記第１方向の端部を保持する第２シャフト第１保持部と、を備え、
   前記第３ケースは、前記第１シャフトの前記第２方向の端部を保持する第１シャフト第２保持部と、前記第２シャフトの前記第２方向の端部を保持する第２シャフト第２保持部と、を備え、
   前記モータ、前記第１歯車、前記第２歯車の大径歯車部分、および第３歯車は、前記隔壁部の前記第１方向に位置し、
   前記出力軸および前記第４歯車は、前記隔壁部の前記第２方向に位置し、
   前記隔壁部は、前記第１シャフトおよび前記第２歯車の小径歯車部分を貫通させる隔壁
   部側第１貫通孔と、前記第２シャフトを貫通させる隔壁部側第２貫通孔と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の開閉部材駆動装置。
5. 前記出力軸の回転角度位置を検出するためのポテンショメータと、
   厚み方向を前記軸線方向に向けて前記モータ本体と前記隔壁部との間に配置され当該隔壁部と隙間を開けて対向する基板と、を有し、
   前記モータは、前記モータ本体から前記第２方向に突出する一対のモータ端子を備え、
   前記ポテンショメータは、前記基板の前記隔壁部に対向する基板表面に取り付けられた検出部と、前記検出部のギア接続部に接続されるポテンショギアと、を備え、
   前記基板は、一対のモータ端子用貫通孔と、前記モータに電力を供給するための第１配線パターンと、前記検出部に電力を供給するとともに当該ポテンショメータからの信号を外部に取り出すための第２配線パターンと、を備え、
   一対の前記モータ端子は、一対の前記モータ端子用貫通孔を貫通した状態で前記第１配線パターンに接続され、
   前記第１歯車、前記第２歯車の大径歯車部分、および第３歯車は、前記基板の前記第１方向に位置し、
   前記基板は、前記第１シャフトおよび前記第２歯車の小径歯車部分を貫通させる基板側第１貫通孔と、前記第２シャフトを貫通させる基板側第２貫通孔と、を備えることを特徴とする請求項４に記載の開閉部材駆動装置。
6. 前記基板に固定され、前記第１配線パターンおよび前記第２配線パターンに接続されたコネクタを有し、
   前記ケースは、前記コネクタを当該ケースの外側に露出させるコネクタ用開口部を備え、
   前記コネクタには、外部コネクタが前記軸線方向から着脱されることを特徴とする請求項５に記載の開閉部材駆動装置。
7. 請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の開閉部材駆動装置を有し、
   前記開閉部材は、便蓋であることを特徴とする便蓋開閉ユニット。

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