JP7309573B2 - 開閉部材駆動装置および便蓋開閉ユニット - Google Patents

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。特許文献１の開閉部材駆動装置は、モータと、出力軸と、モータの駆動力を出力軸に伝達する伝達機構と、モータおよび伝達機構を収容するケースと、を備える。出力軸は、ケースに設けられた開口部から外部に突出する突出部と、ケースの内側に位置する基部とを備える。突出部には、開閉部材が接続される。基部における突出部とは反対側の端部分には、伝達機構からの駆動力を受ける歯車部が設けられている。

また、開閉部材駆動装置は、便蓋などの開閉部材を平伏姿勢から回動させて起立姿勢に開いたときに、開閉部材が自重などによって自然に平伏姿勢に戻ってしまうことを防止する保持機構を備える。保持機構は、歯車部の下端面に設けられた凹部を利用して、歯車部の内周側に構成されている。

保持機構は、環状部を有する固定部材を備える。固定部材は、ケースに固定されている。環状部は、凹部内に歯車部と同軸に配置されている。ここで、出力軸は、凹部の底面の中心から凹部内を歯車部と同軸に延びる突出部を備える。環状部は、突出部を外周側から囲む。また、環状部は、軸線方向に延びる開口を備える。さらに、保持機構は、径方向に移動可能な状態で開口に挿入された第１ピンと、突出部の外周面に固定された第２ピンと、環状部の外周側に配置されて第１ピンを環状部の径方向内側に突出させるコイルばねと、を備える。保持機構では、出力軸が所定の回転角度位置を通過する際に、第２ピンがコイルばねの付勢力に抗して第１ピンを径方向外側に移動させる。従って、開閉部材の自重などによって出力軸に付与されるトルクがコイルばねの付勢力よりも小さい場合に、出力軸に接続された開閉部材を所定の回転角度位置で停止した状態に保持できる。

特開２０１４－２００４５８号公報

保持機構のコイルばねは、第２ピンが第１ピンを径方向外側に移動させる際に、外周側に拡径する。従って、出力軸の凹部内に配置されたコイルばねと、凹部の周壁面との間には、ギャップを設ける必要がある。従って、歯車部に設けた凹部内に保持機構を設ける構成では、出力軸の端部分の剛性が低下しやすい。ここで、開閉部材駆動装置の出力軸は、突出部に接続される開閉部材を片持ち状態で開閉する。従って、出力軸には、開閉部材の側から負荷がかかる。また、基部には、伝達機構からの駆動力を受ける歯車部が一体に設けられている。従って、出力軸には、駆動機構の側から負荷がかかる。よって、出力軸に凹部を形成してその内側に保持機構を設ける構成では、出力軸にかかる負荷によって、出力軸の変形などを招く可能性がある。

本発明の課題は、かかる点に鑑みて、開閉部材を出力軸の軸線回りの所定の回転角度位置に保持するための荷重発生機構を設けた場合でも、出力軸の剛性が低下することを防止或いは抑制できる開閉部材駆動装置、および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、モータと、開閉部材が接続される出力軸と、前記モータの駆動力を前記出力軸に伝達する伝達機構と、前記モータおよび前記伝達機構を収容するケースと、前記ケースの内側に固定されて当該ケースの内側を仕切る仕切部材と、前記出力軸が所定の回転角度位置を通過する際に当該出力軸に荷重を付与する荷重発生機構と、を有し、前記出力軸の軸線に沿った方向を軸線方向、前記軸線と直交する方向を径方向、軸線方向の一方側を第１方向、他方側を第２方向とした場合に、前記出力軸は、前記ケース内に位置する基部と、前記基部の前記第２方向で前記ケースから突出する突出部と、を備え、前記ケースは、前記仕切部材を前記第２方向の側から覆うケース部分を備え、前記ケース部分は、前記出力軸を前記ケースの内側から外側に貫通させる開口部と、前記ケースの内側を前記開口部と同軸に延びる筒部と、を備え、前記基部は、前記筒部の径方向内側に位置する第１軸部分と、前記筒部よりも前記第１方向に位置する第２軸部分と、を備え、前記筒部は、前記第１方向の端から前記軸線方向に延びる切欠き溝を備え、前記荷重発生機構は、前記径方向に移動可能な状態で前記切欠き溝に挿入された棒状部材と、前記筒部の外側から前記棒状部材に接触して当該棒状部材を当該筒部から径方向内側に突出させる弾性部材と、前記第１軸部分から径方向外側に突出する突部と、を備え、前記仕切部材は、前記基部を貫通させる貫通孔と、前記貫通孔の開口縁から前記軸線方向に延びて前記筒部の前記第１方向の端部分を外周側から保持する環状部と、を備え、前記出力軸が前記所定の回転角度位置を通過する際に、前記突部が前記弾性部材の付勢力に抗して前記棒状部材を径方向外側に移動させることを特徴とする。

本発明では、開閉部材を出力軸の軸線回りの所定の回転角度位置に保持するための荷重発生機構は、出力軸の外周側に位置するケースの筒部に形成された切欠き溝に挿入された棒状部材と、筒部の外側から棒状部材に接触して当該棒状部材を当該筒部から径方向内側に突出させる弾性部材と、出力軸において筒部の径方向内側に位置する第１軸部分から径方向外側に突出する突部と、を備える。これにより、荷重発生機構を、出力軸の外側に設けることができるので、出力軸に凹部を形成してその内側に荷重発生機構を設ける場合と比較して、出力軸の剛性の低下を抑制できる。また、荷重発生機構では、出力軸が所定の回転角度位置を通過する際に、出力軸から外周側に突出する突部が弾性部材の付勢力に抗して棒状部材を径方向外側に移動させる。従って、開閉部材を介して出力軸に付与されるトルクが弾性部材の付勢力よりも小さい場合に、荷重発生機構は出力軸を所定の回転角度位置で停止した状態に保持できる。

ここで、出力軸が所定の回転角度位置を通過する際には、突部は軸線回りを周方向に移動している。従って、突部が弾性部材の付勢力に抗して第１棒状部材を径方向外側に移動させる際には、突部は、第１棒状部材を周方向の一方側に押す。また、突部により押された第１棒状部材は、切欠き溝の周方向の一方側の内壁に接触して、切欠き溝を押し広げようとする。すなわち、出力軸が所定の回転角度位置を通過する際には、出力軸の突部は、第１棒状部材を介して、筒部を変形させようとする。筒部が変形すると、荷重発生機構は機能しなくなる。このような問題に対して、ケース内に固定された仕切部材は、切欠き溝が開口する筒部の第１方向の端部分を外周側から保持する環状部を備える。従って、出力部材が所定の回転角度位置を通過することを繰り返した場合でも、筒部が変形或いは破損することを防止或いは抑制できる。

本発明において、前記仕切部材は、前記ケースよりも剛性が高いものとすることができる。このようにすれば、ケースに設けられた筒部が変形することを、防止しやすい。

本発明において、前記第１軸部分は、前記筒部の前記第１方向の端部分に当該筒部の内周側から接触する円形接触面を備える接触部と、前記接触部の前記第２方向で当該接触部
よりも外径寸法が小さい小径部と、を備え、前記突部は、前記小径部に設けられているものとすることができる。このようにすれば、仕切部材の環状部と出力軸の接触部とによって、筒部の第１方向の端部分を径方向から挟んだ状態で保持できる。よって、筒部の変形を抑制しやすい。

本発明において、前記第２軸部分は、前記接触部よりも外径寸法が大きい大径部と、前記大径部の前記第１方向で前記伝達機構の出力歯車が固定された歯車固定部と、を備え、前記大径部は、径方向外側を向く円形外周面と、前記第１方向の側から前記筒部に当接する環状当接面と、を備え、前記環状部は、前記第１方向の側から前記第２方向に向かって、前記大径部を回転可能に支持する軸受部分と、前記筒部を保持する筒部保持部分と、を備えるものとすることができる。このようにすれば、剛性の高い仕切部材によって、出力歯車が固定された出力軸を回転可能に支持できる。

前記ケースは、樹脂製であり、前記仕切部材は、金属製であり、前記筒部の径方向の厚み寸法は、前記棒状部材の前記径方向の寸法よりも短く、前記円形接触面と前記円形外周面との前記径方向の離間距離は、前記筒部の径方向の厚み寸法と同一であり、前記筒部保持部分の内周面と前記軸受部分の内周面とは、前記軸線方向で段差なく連続するものとすることができる。このようにすれば、仕切部材の剛性をケースの剛性よりも高くすることができる。また、このようにすれば、金属製の仕切部材をバーリング加工などによって屈曲させることにより、筒部保持部分および軸受部分を備える環状部を仕切部材に設けることができる。

本発明において、前記出力軸は、前記第１方向の端面に前記第２方向に窪む円形凹部を備え、前記ケースは、前記円形凹部に挿入されて前記出力軸を回転可能に支持する支柱部を備え、前記軸線と直交する方向から見た場合に、前記支柱部と前記軸受部分とは重なるものとすることができる。このようにすれば、出力軸が傾斜することを防止或いは抑制できる。

本発明において、前記出力軸は、樹脂製の出力軸本体と、当該出力軸本体に固定されて前記突部を形成する第２棒状部材と、を備え、前記第１棒状部材および前記第２棒状部材は、金属製であるものとすることができる。このようにすれば、突部が第１棒状部材に接触して摩耗することを防止或いは抑制できる。

次に、本発明の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、便蓋であることものとすることができる。

本発明は、荷重発生機構を備えるので、便蓋を、その自重などに抗して所定の回転角度位置に保持できる。また、荷重発生機構が出力軸の外側に設けられており、出力軸の剛性を確保することが容易なので、出力軸の変形を、防止或いは抑制できる。

本発明の開閉部材駆動装置は、荷重発生機構を備えるので、出力軸に接続された便蓋などの開閉部材を所定の回転角度位置に保持できる。また、荷重発生機構が出力軸の外側に設けられており、出力軸の剛性を確保することができるので、出力軸の変形を、防止或いは抑制できる。また、出力軸が所定の回転角度位置を通過する際には、出力軸の突部が第１棒状部材を介してケースの筒部を変形させようとするが、ケース内に固定された仕切部材の環状部が筒部を外周側から保持するので、筒部が変形或いは破損することを防止或いは抑制できる。

開閉部材駆動装置の外観斜視図である。 便蓋開閉ユニットの説明図である。 開閉部材駆動装置の断面図である。 開閉部材駆動装置の分解斜視図である。 第２ケース、仕切り部材、コイルばね、出力軸、および出力歯車を軸線方向の一方側から見た場合の分解斜視図である。 第２ケース、仕切り部材、コイルばね、出力軸、および出力歯車を軸線方向で図５とは反対側から見た場合の分解斜視図である。 モータ、伝達機構および出力軸を軸線方向の一方側から見た場合の斜視図である。 モータ、伝達機構および出力軸を軸線方向で図７とは反対側から見た場合の斜視図である。 中間ケースを軸線方向の一方側から見た場合の斜視図である。 図３のＡ－Ａ線断面図である。

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、開閉部材駆動装置の外観斜視図である。図２は、便蓋開閉ユニットの説明図である。図３は、開閉部材駆動装置の断面図である。図４は、開閉部材駆動装置の分解斜視図である。図５は、第２ケース、仕切り部材、コイルばね、出力軸、および出力歯車を軸線方向の一方側から見た場合の分解斜視図である。図６は、第２ケース、仕切り部材、コイルばね、出力軸、および出力歯車を軸線方向で図５とは反対側から見た場合の分解斜視図である。図７は、モータ、伝達機構および出力軸を軸線方向の一方側から見た場合の斜視図である。図８は、モータ、伝達機構および出力軸を軸線方向で図７とは反対側から見た場合の斜視図である。図９は、中間ケースを軸線方向の一方側から見た場合の斜視図である。図１０は、図３のＡ－Ａ線断面図である。

図１に示す開閉部材駆動装置１は、蓋や扉などの開閉部材を回動させて開閉する。図２に示す便蓋開閉ユニット３は、開閉部材駆動装置１に、開閉部材としてトイレユニット２００の便蓋２０１が接続されたものである。より具体的には、トイレユニット２００は、便器本体２０２、便座２０３、便蓋２０１、およびタンク２０４を有する。便蓋２０１は、タンク２０４の側の端部分が開閉部材駆動装置１の出力軸７に連結される。便蓋２０１は、出力軸７の回転により、平伏して便器本体２０２に被さる閉位置と、便器本体２０２から立ち上がる開位置と、の間を移動する。なお、トイレユニット２００に第２の開閉部材駆動装置１を設け、第２の開閉部材駆動装置１の出力軸７に、開閉部材として、便座２０３を連結することもできる。

開閉部材駆動装置１は、図３に示すように、モータ６と、便蓋２０１が接続される出力軸７と、モータ６の駆動力を出力軸７に伝達する伝達機構８と、モータ６および伝達機構８を収容するケース９と、を有する。

出力軸７は、ケース９のケース開口部１０から突出する突出部１１と、ケース９に収容された基部１２と、を備える。出力軸７の突出部１１には、便蓋２０１の端部が接続される。従って、開閉部材駆動装置１は、片持ち状態で便蓋２０１を開閉する。図１に示すように、ケース９は、出力軸７の軸線Ｌに沿った方向から見た場合に、一方向に細長い形状を備える。出力軸７は、ケース９における長手方向の端部分からケース９の外側に突出する。

以下の説明では、互いに直交する３方向を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、出力軸７の軸線Ｌに沿った軸線方向であり、Ｙ軸方向はケース９の長手方向であり、Ｘ軸方向は、ケース９の短手方向である。Ｚ軸方向において、出力軸７が突出している側を＋Ｚ方向、その反対側を－Ｚ方向とする。また、Ｘ軸方向の一方側を－Ｘ方向、他方側を＋Ｘ方向とする。Ｙ軸方向の一方側を－Ｙ方向、他方側を＋Ｙ方向とする。出力軸７は、ケース９におけるＹ軸方向の＋Ｙ方向の端部分からケース９の外側に突出する。また、軸線Ｌ周りの方向を周方向、軸線Ｌと直交する方向を径方向とする。

（ケースおよび補強部材）
ケース９は樹脂製である。図１に示すように、ケース９は、Ｙ軸方向に平行に延びる第１側壁１３および第２側壁１４を備える。また、ケース９は、Ｘ軸方向に延びて第１側壁１３の－Ｙ方向の端および第２側壁１４の－Ｙ方向の端を接続する第３側壁１５を備える。さらに、ケース９は、＋Ｙ方向の端を接続する第４側壁１６を備える。第４側壁１６は、第１側壁１３と第２側壁１４との間が＋Ｙ方向に突出する形状を備える。

また、ケース９は、図１、図３に示すように、Ｚ軸方向に沿って配列された第１ケース２１、中間ケース２２、および第２ケース２３を備える。第１ケース２１は中間ケース２２の－Ｚ方向に位置し、第２ケース２３は中間ケース２２の＋Ｚ方向に位置する。

図４に示すように、第１ケース２１は、ケース９の－Ｚ方向の端面となる底壁部２５と、底壁部２５の外周縁から＋Ｚ方向に延びる第１枠部２６とを備える。第１枠部２６は、ケース９の第１側壁１３、第２側壁１４、第３側壁１５、および第４側壁１６の－Ｚ方向の端側部分を構成する。第１ケース２１にはモータ６が固定されている。モータ６は、モータ本体２８と、モータ本体２８から突出する回転軸２７と、モータ本体２８から回転軸２７とは反対側に突出する一対のモータ端子２９を備える。出力軸７は、モータ本体２８の－Ｙ方向に位置する。回転軸２７は、出力軸７の軸線Ｌと交差する方向を向く。本例では、回転軸２７は、出力軸７の軸線Ｌと直交する方向を向く。また、回転軸２７は、Ｚ軸方向から見た場合に、Ｙ軸方向（ケース９の長手方向）に対して傾斜している。回転軸２７の先端は、軸受部材３０によって回転可能に支持されている。

中間ケース２２は、中間底部３１と、中間底部３１の外周縁から＋Ｚ方向に延びる中間枠部３２とを備える。中間枠部３２は、ケース９の第１側壁１３、第２側壁１４、第３側壁１５、および第４側壁１６のＺ軸方向の中間部分を構成する。中間ケース２２には、伝達機構８を構成する複数の歯車のうちの一部の歯車が収容されている。また、中間ケース２２には、出力軸７の基部１２が収容されている。

中間ケース２２における第２ケース２３の側の端部分には、ケース９の内側を部分的に仕切る仕切部材３５が固定されている。仕切部材３５は、金属製であり、ケース９よりも剛性が高い。本例において、仕切部材３５は、板金である。図５、図６に示すように、仕切部材３５は、出力軸７の基部１２がＺ軸方向に貫通する仕切部材貫通孔３５ａと、仕切部材貫通孔３５ａの開口縁から＋Ｚ方向に屈曲して延びる環状部３６と、を備える。図４に示すように、仕切部材３５には、ポテンショメータ３７が取り付けられている。ポテンショメータ３７は、Ｙ軸方向において、出力軸７とは反対側の端部分に位置する。

第２ケース２３（ケース部分）は、＋Ｚ方向から仕切部材３５に被せられて、中間ケース２２に固定される。第２ケース２３は、＋Ｚ方向から仕切部材３５を被う。

第２ケース２３は、ケース９の＋Ｚ方向の端面を規定する板部１７と、板部１７の外周縁から－Ｚ方向に延びる第２枠部２４とを備える。第２枠部２４は、ケース９の第１側壁１３、第２側壁１４、第３側壁１５、および第４側壁１６の＋Ｚ方向の端側部分を構成す
る。板部１７は、出力軸７を貫通させる板部貫通孔１７ａを備える。また、第２ケース２３は、板部１７における板部貫通孔１７ａの開口縁から＋Ｚ方向に突出する軸支持部１８と、板部１７における板部貫通孔１７ａの開口縁から－Ｚ方向に突出する筒部１９と、を備える。図５、図６に示すように、板部貫通孔１７ａ、軸支持部１８、および筒部１９は、同軸に設けられている。図５に示すように、筒部１９には、第１方向の端から＋Ｚ方向に延びる切欠き溝１９ａが２つ形成されている。各切欠き溝１９ａは、軸線Ｌ回りで１８０°離間する回転角度位置に設けられている。

各切欠き溝１９ａには、円柱形状の第１棒状部材３９が径方向に移動可能な状態で挿入されている。第１棒状部材３９は金属製である。第１棒状部材３９の径方向の寸法は、筒部１９の径方向の厚み寸法よりも長い。また、図３に示すように、筒部１９の外周側には、コイルばね４０（弾性部材）が配置されている。コイルばね４０は、筒部１９の外側から第１棒状部材３９に接触して、第１棒状部材３９を筒部１９から径方向内側に突出させている。

（出力軸）
出力軸７は、ケース９の内側において、板部貫通孔１７ａ、軸支持部１８および筒部１９を貫通し、軸支持部１８の＋Ｚ方向の端であるケース開口部１０からケース９の外側に突出する。出力軸７の基部１２は、第２ケース２３および中間ケース２２に収容されている。図６に示すように、基部１２は、筒部１９の径方向内側に位置する第１軸部分４１と、筒部１９よりも－Ｚ方向に位置する第２軸部分４２と、筒部１９よりも＋Ｚ方向に位置する第３軸部分４３とを備える。

図３に示すように、第１軸部分４１は、筒部１９の－Ｚ方向の端部分に内周側から接触する円形接触面４５ａを備える接触部４５と、接触部４５の＋Ｚ方向で接触部４５よりも外径寸法が小さい小径部４６と、を備える。図５、図６に示すように、小径部４６には、径方向外側に突出する突部４７が２つ設けられている。２つの突部４７は、小径部４６の外周面において、軸線Ｌ回りで１８０°離間する２か所に設けられている。各突部４７は、周方向に湾曲する円弧の外周面を備える。各突部４７は、Ｚ軸方向に延びる。

図６に示すように、第２軸部分４２は、接触部４５よりも外径寸法が大きい大径部４８と、大径部４８の－Ｚ方向に設けられた歯車固定部４９と、を備える。大径部４８は、径方向外側を向く円形外周面４８ａと、＋Ｚ方向を向く環状当接面４８ｂと、を備える。図３に示すように、環状当接面４８ｂは、－Ｚ方向の側から筒部１９に当接する。図５、図６に示すように、歯車固定部４９は、大径部４８よりも外径寸法が小さい。歯車固定部４９には、伝達機構８の出力歯車６３が同軸に固定される。

第３軸部分４３は、径方向外側を向く円形外周面を備える被支持部５０と、被支持部５０と突出部１１とを接続する接続部５１を備える。なお、本例では、被支持部５０の円形外周面において、周方向で突部４７が形成されている角度位置に、径方向内側に窪む凹部が設けられている。図３に示すように、被支持部５０および接続部５１は、ケース９の軸支持部１８の径方向内側に位置する。接続部５１は、被支持部５０の円形外周面から＋Ｚ方向に向かって外径が小さくなるテーパー外周面を備えている。

また、図５に示すように、出力軸７は、－Ｚ方向の端面に、＋Ｚ方向に窪む円形凹部５２を備える。図３に示すように、円形凹部５２の底面は（円形凹部５２の＋Ｚ方向の円形内壁面）は、Ｚ軸方向で、大径部４８と接触部４５との間に位置する。

ここで、本例では、出力軸７は、樹脂製の出力軸本体５５と、出力軸本体５５に固定されて各突部４７を構成する金属製の２本の第２棒状部材５６と、からなる。すなわち、図
６に示すように、出力軸本体５５は、突出部１１、接触部４５、小径部４６、大径部４８、歯車固定部４９、被支持部５０、および接続部５１を備える。また、出力軸本体５５は、小径部４６の外周面の周方向の２か所に、Ｚ軸方向に延びる溝４６ａを備える。各溝４６ａの断面は半円形状である。２本の第２棒状部材５６は、それぞれ、円柱形状であり、径方向内側の部分を各溝４６ａに挿入した状態で小径部４６に固定されている。なお、出力軸７は、樹脂製の単一の部材とすることもできる。すなわち、各突部４７は、樹脂製であり、小径部４６から突出するように、出力軸７と一体に形成されていてもよい。

（伝達機構）
図７、図８に示すように、伝達機構８は、モータ６から出力軸７に至る駆動力伝達経路の上流側から下流側に向かって、ウォーム５８、第１歯車５９、第２歯車６０、第３歯車６１、第４歯車６２（前段歯車）、および出力歯車６３を備える。ウォーム５８は、回転軸２７の外周側に固定されている。ウォーム５８および第１歯車５９は第１ケース２１内に位置する。第２歯車６０、第３歯車６１、第４歯車６２、および出力歯車６３は中間ケース２２内に位置する。ウォーム５８、第１歯車５９、第２歯車６０、第３歯車６１、第４歯車６２、および出力歯車６３は、モータ６の駆動力を出力軸７に伝達する伝達経路を構成する。

第１歯車５９は、モータ６の回転軸２７の＋Ｘ方向に位置する。第１歯車５９は、ウォーム５８に噛合する第１大径歯車５９ａと、第１大径歯車５９ａと同軸で第１大径歯車５９ａよりも外径寸法が小さい第１小径歯車５９ｂと、を備える。第１大径歯車５９ａは、第１小径歯車５９ｂの－Ｚ方向に位置する。第１歯車５９は、Ｚ軸方向に延びる第１支軸６５に回転可能に支持されている。第１支軸６５は、－Ｚ方向の端部分が第１ケース２１の底壁部２５に保持され、＋Ｚ方向の端部分が中間ケース２２の中間底部３１に保持されている。図３に示すように、第１歯車５９は、第１大径歯車５９ａと第１小径歯車５９ｂとの間に駆動力の伝達を継断するトルクリミッタ６６を備える。

図７、図８に示すように、第２歯車６０は、第１小径歯車５９ｂに噛合する第２大径歯車６０ａと、第２大径歯車６０ａと同軸で第２大径歯車６０ａよりも外径寸法が小さい第２小径歯車６０ｂを備える。第２大径歯車６０ａは、第２小径歯車６０ｂの－Ｚ方向に位置する。第２大径歯車６０ａは、中間ケース２２の中間底部３１に設けられた中間ケース開口部３３を介して第１小径歯車５９ｂに噛合する（図３、図９参照）。第２歯車６０は、Ｚ軸方向に延びる第２支軸６８に回転可能に支持される。第２支軸６８は、－Ｚ方向の端部分が中間ケース２２の中間底部３１に保持され、＋Ｚ方向の端部分が仕切部材３５に保持されている。

第３歯車６１は、第２小径歯車６０ｂに噛合する第３大径歯車６１ａと、第３大径歯車６１ａと同軸で第３大径歯車６１ａよりも外径寸法が小さい第３小径歯車６１ｂを備える。第３大径歯車６１ａは、第３小径歯車６１ｂの－Ｚ方向に位置する。第３歯車６１は、Ｚ軸方向に延びる第３支軸６９に回転可能に支持される。第３支軸６９は、－Ｚ方向の端部分が中間ケース２２の中間底部３１に保持され、＋Ｚ方向の端部分が第２ケース２３に保持されている。第３支軸６９は、仕切部材３５を貫通している。

第４歯車６２は、第３小径歯車６１ｂおよび出力歯車６３に噛合する平歯車である。第４歯車６２と出力歯車６３とはＹ軸方向に配列されている。第４歯車６２は、第２歯車６０と同軸に配置されて、第２支軸６８に回転可能に支持されている。図３に示すように、第２支軸６８は、－Ｚ方向の端部分が中間ケース２２に保持され、＋Ｚ方向の端部分が仕切部材３５に保持されている。すなわち、図９に示すように、中間ケース２２の中間底部３１は、第２歯車６０および第４歯車６２を支持する第２支軸６８を保持する軸保持部３４を備える。図４に示すように、仕切部材３５は、第２歯車６０および第４歯車６２を支
持する第２支軸６８を保持する軸保持部７０を備える。

出力歯車６３は、金属製である。出力歯車６３は、出力軸７の歯車固定部４９に同軸に固定される。すなわち、図５、図６に示すように、出力歯車６３は、環状であり、その中心穴に出力軸７の歯車固定部４９が挿入される。出力歯車６３の内周面には周方向に複数の凹部７１が設けられており、出力軸７の歯車固定部４９の外周面には、出力歯車６３の内周面の凹部７１に嵌る複数の凸部７２が設けられている。これにより、出力歯車６３と出力軸７とは、軸線Ｌ回りに相対回転不能な状態で同軸に連結されている。

（出力軸の支持構造）
図３、図９に示すように、出力軸７は、中間ケース２２の中間底部３１から＋Ｚ方向に突出する支柱部８１によって回転可能に支持されている。支柱部８１は、第２ケース２３のケース開口部１０と同軸に設けられている。支柱部８１は、その先端部分が出力軸７の円形凹部５２に挿入されている。支柱部８１の先端は、円形凹部５２の底面（円形凹部５２の＋Ｚ方向の円形内壁面）に接触する。

また、出力軸７は、図３に示すように、大径部４８が、仕切部材３５の環状部３６によって回転可能に支持されている。すなわち、環状部３６は、－Ｚ方向の端側部分に基部１２に外周側から接触する軸受部分３６ａを備える。軸受部分３６ａは、出力軸７を回転可能に支持する。軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、支柱部８１の＋Ｚ方向の端８１ａは、軸受部分３６ａと重なる。さらに、出力軸７は、被支持部５０が、第２ケース２３の軸支持部１８によって外周側から回転可能に支持される。

大径部４８が仕切部材３５の環状部３６によって回転可能に支持され、被支持部５０が第２ケース２３の軸支持部１８によって回転可能に支持されると、出力軸７の外側であって、Ｚ軸方向における大径部４８と被支持部５０との間に、荷重発生機構７３が構成される。図１０に示すように、荷重発生機構７３は、筒部１９の切欠き溝１９ａに挿入された第１棒状部材３９と、コイルばね４０と、基部１２の小径部４６から径方向外側に突出する第２棒状部材５６（突部４７）とを備える。荷重発生機構７３では、出力軸７が所定の回転角度位置を通過する際に、第２棒状部材５６がコイルばね４０の付勢力に抗して第１棒状部材３９を径方向外側に移動させる。従って、出力軸７が軸線Ｌ回りの所定の回転角度位置を通過する際には、出力軸７には、コイルばね４０の付勢力に対応する荷重が付与される。

ここで、図３に示すように、仕切部材３５の環状部３６は、軸受部分３６ａの＋Ｚ方向の側に、筒部１９の－Ｚ方向の端部分を外周側から保持する筒部保持部分３６ｂを備える。すなわち、環状部３６は、－Ｚ方向の側から＋Ｚ方向に向かって、出力軸７の大径部４８を回転可能に支持する軸受部分３６ａと、ケース９の筒部１９を保持する筒部保持部分３６ｂと、を備える。

また、基部１２における接触部４５の円形接触面４５ａと大径部４８の円形外周面４８ａと径方向の離間距離は、筒部１９の径方向の厚み寸法と同一である。従って、環状部３６において筒部１９に接触する筒部保持部分３６ｂの内周面と、出力軸７の大径部４８に接触する軸受部分３６ａの内周面とは、Ｚ軸方向で段差なく連続する。

（仕切り部材の固定構造）
次に、仕切部材３５は、Ｙ軸方向における環状部３６と軸保持部７０との間で中間ケース２２に固定されている。

すなわち、図９に示すように、中間ケース２２は、中間枠部３２において、Ｙ軸方向に
平行に延びる第１枠部分３２ａおよび第２枠部分３２ｂに、それぞれ内周側に突出する第１突部８３および第２突部８４を備える。第１突部８３および第２突部８４のそれぞれには、ねじ穴が設けられている。また、第１枠部分３２ａは第１突部８３が設けられた位置に矩形の第１切欠き部３２ｃを備える。第２枠部分３２ｂは第２突部８４が設けられた位置に矩形の第２切欠き部３２ｄを備える。第２枠部分３２ｂは、ケースの第２側壁１４の一部を構成する部分である。第１突部８３と第２突部８４とは、Ｘ軸方向で対向する。

一方、仕切部材３５は、図４に示すように、Ｙ軸方向における環状部３６と軸保持部７０との間に、Ｘ軸方向の両側に突出する一対の突出部３５ｂ、３５ｃを備える。各突出部３５ｂ、３５ｃには貫通溝が設けられている。仕切部材３５は、－Ｘ方向の突出部３５ｂが、第１枠部分３２ａの第１切欠き部３２ｃに＋Ｚ方向から挿入されて、第１突部８３に当接する。また、仕切部材３５は、＋Ｘ方向の突出部３５ｃが、第２枠部分３２ｂの第２切欠き部３２ｄに＋Ｚ方向から挿入されて第２突部８４に当接する。そして、仕切部材３５は、第２ケース２３を貫通し、さらに、突出部３５ｂの貫通溝を貫通して第１突部８３のねじ穴に捩じ込まれるねじ（不図示）により、中間ケース２２に固定される。また、仕切部材３５は、第２ケース２３を貫通し、さらに、突出部３５ｃの貫通溝を貫通して第２突部８４のねじ７５穴に捩じ込まれるねじ７５により、中間ケース２２に固定される。

仕切部材３５が中間ケース２２に固定された状態で、仕切部材３５と第１枠部分３２ａとの間には、部分的に隙間８６が設けられ、仕切部材３５と第２枠部分３２ｂとの間には、部分的に隙間８７が設けられている。すなわち、仕切部材３５がケース９に固定された状態で、仕切部材３５と第１側壁１３との間には、互いに接触していない部分（隙間８６）が設けられている。また、仕切部材３５と第２側壁１４との間には、互いに接触しない部分（隙間８７）が設けられている。

（ポテンショメータ）
ポテンショメータ３７は、図７に示すように、伝達機構８を構成する複数の歯車のうちのいずれかの歯車に噛合するポテンショ歯車９１を備える。また、ポテンショメータ３７は、ポテンショ歯車９１の回転角度位置を検出する検出部９２を備える。ポテンショ歯車９１は、仕切部材３５の－Ｚ方向に位置して、第３歯車６１の第３小径歯車６１ｂに噛合する。検出部９２は、検出部９２は、基板９３を介して仕切部材３５に固定される。ここで、基板９３と一対のモータ端子２９との間には、モータ６に電力を供給するための配線（不図示）が接続されている。基板９３には配線およびポテンショメータ３７に接続された複数の端子ピン９６が固定されている。図９に示すように、中間ケース２２は、中間枠部３２のＹ軸方向の一方側Ｙ１の端に、端子ピン９６を保持する端子ピン保持部９７を備える。

（動作）
端子ピン９６を介した電力の供給によってモータ６が正方向、或は、逆方向に、駆動されると、モータ６の駆動力が伝達機構８を介して出力軸７に伝達される。従って、出力軸７に固定された便蓋２０１は、図２に示すように、閉位置に向かう閉方向Ａ、或は、開位置に向かう開方向Ｂ（第２回転方向）に回転する。便蓋２０１が回転すると、ポテンショメータ３７からは、便蓋２０１の回転角度位置に対応する信号が出力される。

ここで、伝達機構８は、第１歯車５９にトルクリミッタ６６を備える。従って、便蓋２０１から出力軸７を介して伝達機構８に過大な負荷が加わった場合には、トルクリミッタ６６が機能して、伝達機構８による駆動力の伝達を遮断する。これにより、外部からの過大な負荷に起因して、伝達機構８が破損することを防止する。

また、開閉部材駆動装置１は、荷重発生機構７３を備える。荷重発生機構７３は、出力
軸７が所定の回転角度位置を通過する際に、出力軸７から外周側に突出する第２棒状部材５６（突部４７）がコイルばね４０の付勢力に抗して第１棒状部材３９を径方向外側に移動させる。従って、荷重発生機構７３は、外部から出力軸７に付与されるトルクがコイルばね４０の付勢力よりも小さい場合に、出力軸７を所定の回転角度位置で停止した状態に保持できる。本例では、所定の回転角度位置は、便蓋２０１が、垂直に起立する位置よりもわずかに閉位置の側に移動した回転角度位置に設定されている。また、コイルばね４０の付勢力は、便蓋２０１が垂直に起立した後に、便蓋２０１の自重によって便蓋２０１が閉位置に向かって回転するトルクよりも大きく設定されている。従って、開閉部材駆動装置１は、便蓋２０１が垂直に起立した後に、便蓋２０１の自重によって閉方向Ａに傾いた場合でも、便蓋２０１が自然に閉位置に戻ることを防止する。

（作用効果）
本例では、荷重発生機構７３は、出力軸７の外周側に位置するケースの筒部１９に形成された切欠き溝１９ａに挿入された第１棒状部材３９と、筒部１９の外側から第１棒状部材３９に接触して当該第１棒状部材３９を当該筒部１９から径方向内側に突出させるコイルばね４０と、出力軸７において筒部１９の径方向内側に位置する第１軸部分４１から径方向外側に突出する突部４７と、を備える。従って、荷重発生機構７３は、出力軸７の外側に設けられる。よって、出力軸７に凹部を形成してその内側に荷重発生機構７３を設ける場合と比較して、出力軸７の剛性の低下を抑制できる。よって、出力軸７の変形を防止或いは抑制できる。

ここで、出力軸７が所定の回転角度位置を通過する際には、突部４７は軸線回りを周方向に移動している。従って、突部４７が第１棒状部材３９を径方向外側に移動させる際には、突部４７は、第１棒状部材３９を周方向の一方側に押す。従って、突部４７により押された第１棒状部材３９は、図１０に示すように、切欠き溝１９ａの周方向の一方側の内壁に接触して、切欠き溝１９ａを押し広げる力Ｆを付与する。この力Ｆによって切欠き溝１９ａが広がると、筒部１９は、変形或いは破損してしまう。このような問題に対して、ケース９内に固定された仕切部材３５は、切欠き溝１９ａが開口する筒部１９の－Ｚ方向の端部分を外周側から保持する環状部３６を備える。従って、筒部１９が変形或いは破損することを防止或いは抑制できる。

また、本例では、仕切部材３５は、ケース９よりも剛性が高い。従って、ケース９に設けられた筒部１９が変形することを防止しやすい。

さらに、出力軸７の第１軸部分４１は、筒部１９の－Ｚ方向の端部分に当該筒部１９の内周側から接触する円形接触面４５ａを備える接触部４５と、接触部４５分の＋Ｚ方向で当該接触部４５分よりも外径寸法が小さい小径部４６と、を備える。また、突部４７は、小径部４６に設けられている。従って、仕切部材３５の環状部３６と出力軸７の接触部４５とによって、切欠き溝１９ａが形成された筒部１９の－Ｚ方向の端部分を径方向から挟んだ状態で保持できる。よって、筒部１９の変形を抑制しやすい。

また、ケース９は、樹脂製であり、仕切部材３５は、金属製である。従って、仕切部材３５の剛性をケース９の剛性よりも高くできる。さらに、第２軸部分４２は、接触部４５よりも外径寸法が大きい大径部４８と、大径部４８の－Ｚ方向で伝達機構の出力歯車が固定された歯車固定部４９と、を備える。大径部４８は、径方向外側を向く円形外周面４８ａと、－Ｚ方向の側から筒部１９に当接する環状当接面４８ｂと、を備える。環状部３６は、－Ｚ方向の側から＋Ｚ方向に向かって、大径部４８を回転可能に支持する軸受部分３６ａと、筒部１９を保持する筒部保持部分３６ｂと、を備える。また、筒部１９の径方向の厚み寸法は、第１棒状部材３９の径方向の寸法よりも短く、円形接触面４５ａと円形外周面４８ａとの径方向の離間距離は、筒部１９の径方向の厚み寸法と同一であり、筒部保
持部分３６ｂの内周面と軸受部分３６ａの内周面とは、Ｚ軸方向で段差なく連続する。従って、金属製の仕切部材３５を、バーリング加工などによって屈曲させることにより、筒部保持部分３６ｂおよび軸受部分３６ａを備える環状部を設けることができる。

さらに、出力軸７は、－Ｚ方向の端面に＋Ｚ方向に窪む円形凹部５２を備え、ケース９は、円形凹部５２に挿入されて出力軸７を回転可能に支持する支柱部８１を備える。また、軸線Ｌと直交する方向から見た場合に、支柱部８１と軸受部分３６ａとは重なる。よって、出力軸７が傾斜することを防止或いは抑制できる。

また、出力軸７は、樹脂製の出力軸本体５５と、出力軸本体５５に固定されて突部４７を形成する第２棒状部材５６と、を備える。第１棒状部材３９および第２棒状部材５６は、金属製である。従って、出力軸７が所定の回転角度位置を通過する際に、突部４７と第１棒状部材３９とが接触して摩耗することを防止或いは抑制できる。

また、本例では、出力歯車６３と第４歯車６２とは、Ｙ軸方向に沿って配列されており、仕切部材３５は、Ｙ軸方向における環状部３６と軸保持部７０との間でケース９に固定されている。すなわち、仕切部材３５は、Ｙ軸方向で環状部３６と軸保持部７０との間に位置する一対の突出部３５ｂ、３５ｃがケース９に固定されている。これにより、仕切部材３５は、出力歯車６３に近い位置でケース９に固定される。従って、出力軸７を介して出力歯車６３に負荷がかかった場合に、仕切部材３５が撓むことを防止できる。

さらに、ケース９は、Ｘ軸方向に配列されてＹ軸方向に平行に延びる第１壁部および第２側壁１４、を備える。仕切部材３５は、第１側壁１３と第２側壁１４との間に配置されており、仕切部材３５と第１側壁１３との間には、部分的に隙間８６が設けられ、仕切部材３５と第２側壁１４との間には、部分的に隙間８７が設けられている。このようにすれば、仕切部材３５とケース９とが、互いに接触していない部分を備えるので、出力軸７を介して出力歯車６３から仕切部材３５にかかった負荷が、ケース９に伝搬することを抑制できる。

ここで、本例の便蓋開閉ユニット３は、荷重発生機構７３を備えるので、便蓋２０１を所定の回転角度位置に保持できる。また、荷重発生機構７３が出力軸７の外側に設けられており、出力軸７に設けた凹部の内側に設けられていないので、出力軸７の変形を、防止或いは抑制できる。

１…開閉部材駆動装置、３…便蓋開閉ユニット、６…モータ、７…出力軸、８…伝達機構、９…ケース、１０…ケース開口部、１１…突出部、１２…基部、１３…第１側壁、１４…第２側壁、１５…第３側壁、１６…第４側壁、１７…板部、１７ａ…板部貫通孔、１８…軸支持部、１９…筒部、１９ａ…切欠き溝、２１…第１ケース、２２…中間ケース、２３…第２ケース、２４…第２枠部、２５…底壁部、２６…第１枠部、２７…回転軸、２８…モータ本体、３０…軸受部材、３１…中間底部、３２…中間枠部、３２ａ…第１枠部分、３２ｂ…第２枠部分、３２ｃ…第１切欠き部、３２ｄ…第２切欠き部、３３…中間ケース開口部、３４…軸保持部、３５…仕切部材、３５ａ…仕切部材貫通孔、３５ｂ…突出部、３５ｃ…突出部、３６…環状部、３６ａ…軸受部分、３６ｂ…筒部保持部分、３７…ポテンショメータ、３９…第１棒状部材、４１…第１軸部分、４２…第２軸部分、４３…第３軸部分、４５…接触部、４６…小径部、４６ａ…溝、４７…突部、４８…大径部、４８ａ…円形外周面、４８ｂ…環状当接面、４９…歯車固定部、５０…被支持部、５１…接続部、５２…円形凹部、５５…出力軸本体、５６…第２棒状部材、５８…ウォーム、５９…第１歯車、５９ａ…第１大径歯車、５９ｂ…第１小径歯車、６０…第２歯車、６０ａ…第２大径歯車、６０ｂ…第２小径歯車、６１…第３歯車、６１ａ…第３大径歯車、６１ｂ…
第３小径歯車、６２…第４歯車、６３…出力歯車、６５…第１支軸、６６…トルクリミッタ、６８…第２支軸、６９…第３支軸、７０…軸保持部、７１…凹部、７２…凸部、７３…荷重発生機構、８１…支柱部、８１ａ…支柱部の端、８３…第１突部、８４…第２突部、８６…隙間、８７…隙間、９１…ポテンショ歯車、９２…検出部、９３…基板、９６…端子ピン、９７…端子ピン保持部、２００…トイレユニット、２０１…便蓋、２０２…便器本体、２０２…便器本体、２０３…便座、２０４…タンク、Ｌ…軸線

Claims (8)

1. モータと、
   開閉部材が接続される出力軸と、
   前記モータの駆動力を前記出力軸に伝達する伝達機構と、
   前記モータおよび前記伝達機構を収容するケースと、
   前記ケースの内側に固定されて当該ケースの内側を仕切る仕切部材と、
   前記出力軸が所定の回転角度位置を通過する際に当該出力軸に荷重を付与する荷重発生機構と、を有し、
   前記出力軸の軸線に沿った方向を軸線方向、前記軸線と直交する方向を径方向、軸線方向の一方側を第１方向、他方側を第２方向とした場合に、前記出力軸は、前記ケース内に位置する基部と、前記基部の前記第２方向で前記ケースから突出する突出部と、を備え、
   前記ケースは、前記仕切部材を前記第２方向の側から覆うケース部分を備え、
   前記ケース部分は、前記出力軸を前記ケースの内側から外側に貫通させる開口部と、前記ケースの内側を前記開口部と同軸に延びる筒部と、を備え、
   前記基部は、前記筒部の径方向内側に位置する第１軸部分と、前記筒部よりも前記第１方向に位置する第２軸部分と、を備え、
   前記筒部は、前記第１方向の端から前記軸線方向に延びる切欠き溝を備え、
   前記荷重発生機構は、前記径方向に移動可能な状態で前記切欠き溝に挿入された棒状部材と、前記筒部の外側から前記棒状部材に接触して当該棒状部材を当該筒部から径方向内側に突出させる弾性部材と、前記第１軸部分から径方向外側に突出する突部と、を備え、
   前記仕切部材は、前記基部を貫通させる貫通孔と、前記貫通孔の開口縁から前記軸線方向に延びて前記筒部の前記第１方向の端部分を外周側から保持する環状部と、を備え、
   前記出力軸が前記所定の回転角度位置を通過する際に、前記突部が前記弾性部材の付勢力に抗して前記棒状部材を径方向外側に移動させることを特徴とする開閉部材駆動装置。
2. 前記仕切部材は、前記ケースよりも剛性が高い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. 前記第１軸部分は、前記筒部の前記第１方向の端部分に当該筒部の内周側から接触する円形接触面を備える接触部と、前記接触部の前記第２方向で当該接触部よりも外径寸法が小さい小径部と、を備え、
   前記突部は、前記小径部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の開閉部材駆動装置。
4. 前記第２軸部分は、前記接触部よりも外径寸法が大きい大径部と、前記大径部の前記第１方向で前記伝達機構の出力歯車が固定された歯車固定部と、を備え、
   前記大径部は、径方向外側を向く円形外周面と、前記第１方向の側から前記筒部に当接する環状当接面と、を備え、
   前記環状部は、前記第１方向の側から前記第２方向に向かって、前記大径部を回転可能に支持する軸受部分と、前記筒部を保持する筒部保持部分と、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. 前記ケースは、樹脂製であり、
   前記仕切部材は、金属製であり、
   前記筒部の径方向の厚み寸法は、前記棒状部材の前記径方向の寸法よりも短く、
   前記円形接触面と前記円形外周面との前記径方向の離間距離は、前記筒部の径方向の厚み寸法と同一であり、
   前記筒部保持部分の内周面と前記軸受部分の内周面とは、前記軸線方向で段差なく連続す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. 前記出力軸は、前記第１方向の端面に前記第２方向に窪む円形凹部を備え、
   前記ケースは、前記円形凹部に挿入されて前記出力軸を回転可能に支持する支柱部を備え、
   前記軸線と直交する方向から見た場合に、前記支柱部と前記軸受部分とは重なることを特徴とする請求項４または５に記載の開閉部材駆動装置。
7. 前記出力軸は、樹脂製の出力軸本体と、当該出力軸本体に固定されて前記突部を形成する第２の棒状部材と、を備え、
   前記第２の棒状部材および前記棒状部材は、金属製であることを特徴とする請求項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。
8. 請求項１から７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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