具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的马桶盖开闭单元的实施方式。

(整体结构)

图1是开闭构件驱动装置的外观立体图。图2是马桶盖开闭单元的说明图。图3是开闭构件驱动装置的剖视图。图4是开闭构件驱动装置的分解立体图。图5是从轴线方向的一侧观察第二壳体、分隔构件、螺旋弹簧、输出轴以及输出齿轮时的分解立体图。图6是在轴线方向上从图5的相反侧观察第二壳体、分隔构件、螺旋弹簧、输出轴以及输出齿轮时的分解立体图。图7是从轴线方向的一侧观察电动机、传递机构以及输出轴时的立体图。图8是在轴线方向上从图7的相反侧观察电动机、传递机构以及输出轴时的立体图。图9是从轴线方向的一侧观察中间壳体时的立体图。图10是图3的A-A线剖视图。

图1所示的开闭构件驱动装置1使盖、门等开闭构件转动并进行开闭。图2所示的马桶盖开闭单元3是在开闭构件驱动装置1上连接有厕所单元200的马桶盖201作为开闭构件的结构。更具体地，厕所单元200具有马桶主体202、马桶座圈203、马桶盖201以及箱204。马桶盖201的箱204一侧的端部部分与开闭构件驱动装置1的输出轴7连接。马桶盖201通过输出轴7的旋转在倒伏地盖在马桶主体202上的关闭位置与从马桶主体202立起的打开位置之间移动。另外，也可以在厕所单元200中设置第二开闭构件驱动装置1，在第二开闭构件驱动装置1的输出轴7上连接马桶座圈203作为开闭构件。

如图3所示，开闭构件驱动装置1具有：电动机6；连接马桶盖201的输出轴7；将电动机6的驱动力向输出轴7传递的传递机构8；以及收容电动机6和传递机构8的壳体9。

输出轴7包括：从壳体9的壳体开口部10突出的突出部11；以及收容于壳体9的基部12。在输出轴7的突出部11连接马桶盖201的端部。因此，开闭构件驱动装置1在悬臂状态下使马桶盖201开闭。如图1所示，当从沿着输出轴7的轴线L的方向观察时，壳体9具有在一方向上细长的形状。输出轴7从壳体9的长度方向的端部部分向壳体9的外侧突出。

在以下说明中，将相互正交的三个方向设为X轴方向、Y轴方向及Z轴方向。Z轴方向是沿着输出轴7的轴线L的轴线方向，Y轴方向是壳体9的长度方向，X轴方向是壳体9的宽度方向。在Z轴方向上，将输出轴7突出的一侧设为+Z方向，将其相反侧设为－Z方向。此外，将X轴方向的一侧设为－X方向，将另一侧设为+X方向。将Y轴方向的一侧设为－Y方向，将另一侧设为+Y方向。输出轴7从壳体9的Y轴方向的+Y方向的端部部分向壳体9的外侧突出。此外，将围绕轴线L的方向设为周向，将与轴线L正交的方向设为径向。

(壳体和分隔构件)

壳体9是树脂制的。如图1所示，壳体9包括在Y轴方向上平行地延伸的第一侧壁13和第二侧壁14。此外，壳体9包括在X轴方向上延伸并将第一侧壁13的－Y方向的一端和第二侧壁14的－Y方向的一端连接的第三侧壁15。此外，壳体9包括将+Y方向一端连接的第四侧壁16。第四侧壁16具有使第一侧壁13与第二侧壁14之间向+Y方向突出的形状。

此外，如图1、图3所示，壳体9包括沿着Z轴方向排列的第一壳体21、中间壳体22以及第二壳体23。第一壳体21位于中间壳体22的－Z方向，第二壳体23位于中间壳体22的+Z方向。

如图4所示，第一壳体21包括：成为壳体9的－Z方向的端面的底壁部25；以及从底壁部25的外周缘向+Z方向延伸的第一框部26。第一框部26构成壳体9的第一侧壁13、第二侧壁14、第三侧壁15以及第四侧壁16的－Z方向的端侧部分。在第一壳体21固定有电动机6。电动机6包括：电动机主体28；从电动机主体28突出的旋转轴27；以及从电动机主体28向旋转轴27的相反侧突出的一对电动机端子29。旋转轴27位于电动机主体28的－Y方向。旋转轴27朝向与输出轴7的轴线L交叉的方向。在本例中，旋转轴27朝向与输出轴7的轴线L正交的方向。此外，当从Z轴方向观察时，旋转轴27相对于Y轴方向(壳体9的长度方向)倾斜。旋转轴27的前端由轴承构件30支承为能够旋转。

中间壳体22包括：中间底部31；以及从中间底部31的外周缘向+Z方向延伸的中间框部32。中间框部32构成壳体9的第一侧壁13、第二侧壁14、第三侧壁15以及第四侧壁16的Z轴方向的中间部分。在中间壳体22收容有构成传递机构8的多个齿轮中的一部分齿轮。此外，在中间壳体22收容有输出轴7的基部12。

在中间壳体22中的第二壳体23一侧的端部部分固定有将壳体9的内侧局部分隔的分隔构件35。分隔构件35是由金属制的，且刚度比壳体9高。在本例中，分隔构件35是板金。如图5、图6所示，分隔构件35包括：供输出轴7的基部12在Z轴方向上贯通的分隔构件通孔35a；以及从分隔构件通孔35a的开口缘向+Z方向弯曲并延伸的环状部36。如图4所示，在分隔构件35上安装有电位计37。电位计37在Y轴方向上位于与输出轴7相反一侧的端部部分。

第二壳体23(壳体部分)从+Z方向覆盖于分隔构件35，并固定于中间壳体22。第二壳体23从+Z方向覆盖分隔构件35。

第二壳体23包括：规定壳体9的+Z方向的端面的板部17；以及从板部17的外周缘向－Z方向延伸的第二框部24。第二框部24构成壳体9的第一侧壁13、第二侧壁14、第三侧壁15以及第四侧壁16的+Z方向的端侧部分。板部17包括供输出轴7贯通的板部通孔17a。此外，第二壳体23包括：从板部17的板部通孔17a的开口缘向+Z方向突出的轴支承部18；以及从板部17的板部通孔17a的开口缘向－Z方向突出的筒部19。如图5、图6所示，板部通孔17a、轴支承部18以及筒部19同轴地设置。如图5所示，在筒部19形成有从第一方向一端向+Z方向延伸的两个切槽19a。各切槽19a设于绕着轴线L分开180°的旋转角度位置。

圆柱形状的第一棒状构件39以能在径向上移动的状态插入各切槽19a。第一棒状构件39是金属制的。第一棒状构件39的径向尺寸比筒部19的径向的厚度尺寸长。此外，如图3所示，在筒部19的外周侧配置有螺旋弹簧40(弹性构件)。螺旋弹簧40从筒部19的外侧与第一棒状构件39接触，并使第一棒状构件39从筒部19向径向内侧突出。

(出力軸)

输出轴7在壳体9的内侧贯通板部通孔17a、轴支承部18以及筒部19，并从轴支承部18的+Z方向一端即壳体开口部10向壳体9的外侧突出。输出轴7的基部12收容于第二壳体23和中间壳体22。如图6所示，基部12包括：位于筒部19的径向内侧的第一轴部分41；位于比筒部19靠近－Z方向的位置的第二轴部分42；以及位于比筒部19靠近+Z方向的位置的第三轴部分43。

如图3所示，第一轴部分41包括：接触部45，该接触部45包括从内周侧与筒部19的－Z方向的端部部分接触的圆形接触面45a；以及小径部46，该小径部46在接触部45的+Z方向且外径尺寸比接触部45小。如图5、图6所示，在小径部46设有向径向外侧突出的两个突部47。两个突部47在小径部46的外周面上设于绕着轴线L分开180°的两个部位。各突部47包括在周向上弯曲的圆弧的外周面。各突部47沿Z轴方向延伸。

如图6所示，第二轴部分42包括：外径尺寸比接触部45大的大径部48；以及设于大径部48的－Z方向的齿轮固定部49。大径部48包括：朝向径向外侧的圆形外周面48a；以及朝向+Z方向的环状抵接面48b。如图3所示，环状抵接面48b从－Z方向一侧与筒部19抵接。如图5、图6所示，齿轮固定部49的外径尺寸比大径部48小。在齿轮固定部49同轴地固定有传递机构8的输出齿轮63。

第三轴部分43包括：包括朝向径向外侧的圆形外周面的被支承部50；以及将被支承部50和突出部11连接的连接部51。另外，在本例中，在被支承部50的圆形外周面上，在沿周向形成有突部47的角度位置设有向径向内侧凹陷的凹部。如图3所示，被支承部50和连接部51位于壳体9的轴支承部18的径向内侧。连接部51包括外径从被支承部50的圆形外周面朝向+Z方向变小的锥形外周面。

此外，如图5所示，输出轴7在－Z方向的端面包括向+Z方向凹陷的圆形凹部52。如图3所示，圆形凹部52的底面(圆形凹部52的+Z方向的圆形内壁面)在Z轴方向上位于大径部48与接触部45之间。

此处，在本例中，输出轴7由树脂制的输出轴主体55和固定于输出轴主体55并构成各突部47的金属制的两根第二棒状构件56构成。即，如图6所示，输出轴主体55包括突出部11、接触部45、小径部46、大径部48、齿轮固定部49、被支承部50以及连接部51。此外，输出轴主体55在小径部46的外周面的周向的两个部位包括在Z轴方向上延伸的槽46a。各槽46a的截面是半圆形状。两根第二棒状构件56分别是圆柱形状，并在使径向内侧的部分插入各槽46a的状态下固定于小径部46。另外，输出轴7也可以设为树脂制的单个构件。即，也可以是，各突部47是树脂制的，并且以从小径部46突出的方式一体地形成于输出轴7。

(传递机构)

如图7、图8所示，传递机构8在从电动机6到输出轴7的驱动力传递路径上从上游侧朝向下游侧包括蜗杆58、第一齿轮59、第二齿轮60、第三齿轮61、第四齿轮62(前级齿轮)以及输出齿轮63。蜗杆58固定于旋转轴27的外周侧。蜗杆58和第一齿轮59位于第一壳体21内。第二齿轮60、第三齿轮61、第四齿轮62以及输出齿轮63位于中间壳体22内。蜗杆58、第一齿轮59、第二齿轮60、第三齿轮61、第四齿轮62以及输出齿轮63构成将电动机6的驱动力向输出轴7传递的传递路径。

第一齿轮59位于电动机6的旋转轴27的+X方向。第一齿轮59包括：与蜗杆58啮合的第一大径齿轮59a；以及与第一大径齿轮59a同轴且外径尺寸比第一大径齿轮59a小的第一小径齿轮59b。第一大径齿轮59a位于第一小径齿轮59b的－Z方向。第一齿轮59能够旋转地支承于在Z轴方向上延伸的第一支轴65。第一支轴65的－Z方向的端部部分保持于第一壳体21的底壁部25，+Z方向的端部部分保持于中间壳体22的中间底部31。如图3所示，第一齿轮59在第一大径齿轮59a与第一小径齿轮59b之间包括使驱动力的传递连续或断开的转矩限制器66。

如图7、图8所示，第二齿轮60包括：与第一小径齿轮59b啮合的第二大径齿轮60a；以及与第二大径齿轮60a同轴且外径尺寸比第二大径齿轮60a小的第二小径齿轮60b。第二大径齿轮60a位于第二小径齿轮60b的－Z方向。第二大径齿轮60a经由设于中间壳体22的中间底部31的中间壳体开口部33与第一小径齿轮59b啮合(参照图3、图9)。第二齿轮60能够旋转地支承于在Z轴方向上延伸的第二支轴68。第二支轴68的－Z方向的端部部分保持于中间壳体22的中间底部31，+Z方向的端部部分保持于分隔构件35。

第三齿轮61包括：与第二小径齿轮60b啮合的第三大径齿轮61a；以及与第三大径齿轮61a同轴且外径尺寸比第三大径齿轮61a小的第三小径齿轮61b。第三大径齿轮61a位于第三小径齿轮61b的－Z方向。第三齿轮61能够旋转地支承于在Z轴方向上延伸的第三支轴69。第三支轴69的－Z方向的端部部分保持于中间壳体22的中间底部31，+Z方向的端部部分保持于第二壳体23。第三支轴69贯通分隔构件35。

第四齿轮62是与第三小径齿轮61b和输出齿轮63啮合的正齿轮。第四齿轮62和输出齿轮63在Y轴方向上排列。第四齿轮62与第二齿轮60同轴地配置，并能够旋转地支承于第二支轴68。如图3所示，第二支轴68的－Z方向的端部部分保持于中间壳体22，+Z方向的端部部分保持于分隔构件35。即，如图9所示，中间壳体22的中间底部31包括对支承第二齿轮60和第四齿轮62的第二支轴68进行保持的轴保持部34。如图4所示，分隔构件35包括对支承第二齿轮60和第四齿轮62的第二支轴68进行保持的轴保持部70。

输出齿轮63是金属制的。输出齿轮63同轴地固定于输出轴7的齿轮固定部49。即，如图5、图6所示，输出齿轮63是环状的，并且在其中心孔内插入有输出轴7的齿轮固定部49。在输出齿轮63的内周面沿周向设有多个凹部71，在输出轴7的齿轮固定部49的外周面设有嵌入输出齿轮63的内周面的凹部71的多个凸部72。由此，输出齿轮63和输出轴7以无法围绕轴线L相对旋转的状态同轴地连接。

(输出轴的支承构造)

如图3、图9所示，输出轴7由从中间壳体22的中间底部31向+Z方向突出的支柱部81支承为能够旋转。支柱部81与第二壳体23的壳体开口部10同轴地设置。支柱部81的前端部分插入输出轴7的圆形凹部52。支柱部81的前端与圆形凹部52的底面(圆形凹部52的+Z方向的圆形内壁面)接触。

此外，如图3所示，输出轴7中，大径部48由分隔构件35的环状部36支承为能够旋转。即，环状部36在－Z方向的端侧部分包括从外周侧与基部12接触的轴承部分36a。轴承部分36a将输出轴7支承为能够旋转。当从与轴线L正交的方向观察时，支柱部81的+Z方向一端81a与轴承部分36a重叠。此外，输出轴7中，被支承部50被第二壳体23的轴支承部18从外周侧支承为能够旋转。

当大径部48被分隔构件35的环状部36支承为能够旋转，且被支承部50被第二壳体23的轴支承部18支承为能够旋转时，在输出轴7的外侧且在Z轴方向上的大径部48与被支承部50之间构成载荷产生机构73。如图10所示，载荷产生机构73包括：插入筒部19的切槽19a的第一棒状构件39；螺旋弹簧40；以及从基部12的小径部46向径向外侧突出的第二棒状构件56(突部47)。载荷产生机构73中，在输出轴7通过规定的旋转角度位置时，第二棒状构件56克服螺旋弹簧40的作用力使第一棒状构件39向径向外侧移动。因此，在输出轴7通过围绕轴线L的规定的旋转角度位置时，对输出轴7施加与螺旋弹簧40的作用力相对应的载荷。

此处，如图3所示，分隔构件35的环状部36在轴承部分36a的+Z方向一侧包括从外周侧保持筒部19的－Z方向的端部部分的筒部保持部分36b。即，环状部36从－Z方向一侧朝向+Z方向包括：将输出轴7的大径部48支承为能够旋转的轴承部分36a；以及保持壳体9的筒部19的筒部保持部分36b。

此外，基部12中的接触部45的圆形接触面45a与大径部48的圆形外周面48a之间的径向的分开距离与筒部19的径向的厚度尺寸相同。因此，在环状部36中与筒部19接触的筒部保持部分36b的内周面和与输出轴7的大径部48接触的轴承部分36a的内周面在Z轴方向上连续而没有台阶。

(分隔构件的固定构造)

接着，分隔构件35在Y轴方向上的环状部36与轴保持部70之间固定于中间壳体22。

即，如图9所示，中间壳体22在中间框部32中，在沿Y轴方向平行地延伸的第一框部分32a和第二框部分32b分别包括向内周侧突出的第一突部83和第二突部84。在第一突部83和第二突部84分别设有螺纹孔。此外，第一框部分32a在设有第一突部83的位置包括矩形的第一缺口部32c。第二框部分32b在设有第二突部84的位置包括矩形的第二缺口部32d。第二框部分32b是构成壳体的第二侧壁14的一部分的部分。第一突部83和第二突部84在X轴方向上相对。

另一方面，如图4所示，分隔构件35在Y轴方向上的环状部36与轴保持部70之间包括向X轴方向的两侧突出的一对突出部35b、35c。在各突出部35b、35c设有贯通槽。分隔构件35中，－X方向的突出部35b从+Z方向插入第一框部分32a的第一缺口部32c，抵接于第一突部83。此外，分隔构件35中，+X方向的突出部35c从+Z方向插入第二框部分32b的第二缺口部32d，抵接于第二突部84。此外，分隔构件35通过贯通第二壳体23、再贯通突出部35b的贯通槽并拧入第一突部83的螺纹孔的螺钉(未图示)固定于中间壳体22。此外，分隔构件35通过贯通第二壳体23、再贯通突出部35c的贯通槽并拧入第二突部84的螺纹孔的螺钉75固定于中间壳体22。

在分隔构件35固定于中间壳体22的状态下，在分隔构件35与第一框部分32a之间局部设有间隙86，在分隔构件35与第二框部分32b之间局部设有间隙87。即，在分隔构件35固定于壳体9的状态下，在分隔构件35与第一侧壁13之间设有互相不接触的部分(间隙86)。此外，在分隔构件35与第二侧壁14之间设有互相不接触的部分(间隙87)。

(电位计)

如图7所示，电位计37包括与构成传递机构8的多个齿轮中的某一个齿轮啮合的电位齿轮91。此外，电位计37包括检测电位齿轮91的旋转角度位置的检测部92。电位齿轮91位于分隔构件35的－Z方向，并与第三齿轮61的第三小径齿轮61b啮合。检测部92经由基板93固定于分隔构件35。此处，在基板93与一对电动机端子29之间连接有用于向电动机6供给电力的配线(未图示)。在基板93上固定有与配线和电位计37连接的多个端子销96。如图9所示，中间壳体22在中间框部32的Y轴方向的－Y方向一端包括保持端子销96的端子销保持部97。

(动作)

当通过经由端子销96供给电力而使电动机6被向正向或者反向驱动时，电动机6的驱动力经由传递机构8向输出轴7传递。因此，如图2所示，固定于输出轴7的马桶盖201向朝向关闭位置的关闭方向A或者朝向打开位置的打开方向B(第二旋转方向)旋转。当马桶盖201旋转时，从电位计37输出与马桶盖201的旋转角度位置对应的信号。

此处，传递机构8在第一齿轮59处包括转矩限制器66。因此，当从马桶盖201经由输出轴7向传递机构8施加了过大的载荷时，转矩限制器66发挥作用，阻断由传递机构8进行的驱动力的传递。由此，防止了由于来自外部的过大的载荷而导致传递机构8破损。

此外，开闭构件驱动装置1包括载荷产生机构73。载荷产生机构73中，在输出轴7通过规定的旋转角度位置时，从输出轴7向外周侧突出的第二棒状构件56(突部47)克服螺旋弹簧40的作用力使第一棒状构件39向径向外侧移动。因此，当从外部施加于输出轴7的转矩比螺旋弹簧40的作用力小时，载荷产生机构73可以使输出轴7保持在停止于规定的旋转角度位置的状态。在本例中，规定的旋转角度位置被设定为比马桶盖201垂直地立起的位置稍微向关闭位置一侧移动的旋转角度位置。此外，螺旋弹簧40的作用力设定为比在马桶盖201垂直地立起后由于马桶盖201的自重使马桶盖201朝向关闭位置旋转的转矩大。因此，开闭构件驱动装置1中，即使在马桶盖201在垂直地立起之后由于马桶盖201的自重而向关闭方向A倾斜的情况下，也能防止马桶盖201自然地回到关闭位置。

(作用効果)

在本例中，载荷产生机构73包括：第一棒状构件39，该第一棒状构件39插入到在位于输出轴7的外周侧的壳体的筒部19形成的切槽19a；螺旋弹簧40，该螺旋弹簧40从筒部19的外侧与第一棒状构件39接触并使该第一棒状构件39从该筒部19向径向内侧突出；以及突部47，该突部47从输出轴7的位于筒部19的径向内侧的第一轴部分41向径向外侧突出。因此，载荷产生机构73设于输出轴7的外侧。因此，与在输出轴7上形成凹部并在其内侧设置载荷产生机构73的情况相比，能抑制输出轴7的刚度降低。因此，能防止或者抑制输出轴7的变形。

此处，在输出轴7通过规定的旋转角度位置时，突部47绕着轴线沿周向移动。因此，在突部47使第一棒状构件39向径向外侧移动时，突部47将第一棒状构件39向周向的一侧按压。因此，如图10所示，被突部47按压的第一棒状构件39与切槽19a的周向的一侧的内壁接触，并施加使切槽19a扩张的力F。当切槽19a由于上述力F而扩张时，会导致筒部19发生变形或者破损。针对上述问题，固定于壳体9内的分隔构件35包括环状部36，该环状部36从外周侧对切槽19a敞开的筒部19的－Z方向的端部部分进行保持。因此，能防止或者抑制筒部19发生变形或者破损。

此外，在本例中，分隔构件35的刚度比壳体9高。因此，容易防止设于壳体9的筒部19变形。

此外，输出轴7的第一轴部分41包括：接触部45，该接触部45包括从筒部19的内周侧与该筒部19的－Z方向的端部部分接触的圆形接触面45a；以及小径部46，该小径部46在接触部45的+Z方向且外径尺寸比上述接触部45小。此外，突部47设于小径部46。因此，能保持由分隔构件35的环状部36和输出轴7的接触部45从径向夹持形成有切槽19a的筒部19的－Z方向的端部部分的状态。因此，容易抑制筒部19的变形。

此外，壳体9是树脂制的，分隔构件35是金属制的。因此，能使分隔构件35的刚度比壳体9的刚度高。此外，第二轴部分42包括：外径尺寸比接触部45大的大径部48；以及在大径部48的－Z方向且固定有传递机构的输出齿轮的齿轮固定部49。大径部48包括：朝向径向外侧的圆形外周面48a；以及从－Z方向一侧抵接于筒部19的环状抵接面48b。环状部36从－Z方向一侧朝向+Z方向包括：将大径部48支承为能够旋转的轴承部分36a；以及保持筒部19的筒部保持部分36b。此外，筒部19的径向的厚度尺寸比第一棒状构件39的径向的尺寸短，圆形接触面45a与圆形外周面48a的径向的分开距离和筒部19的径向的厚度尺寸相同，从而使筒部保持部分36b的内周面和轴承部分36a的内周面在Z轴方向上连续而没有台阶。因此，能通过内缘翻边加工等使金属制的分隔构件35弯曲，从而设置包括筒部保持部分36b和轴承部分36a的环状部。

此外，输出轴7在－Z方向的端面包括向+Z方向凹陷的圆形凹部52，壳体9包括支柱部81，该支柱部81插入圆形凹部52并将输出轴7支承为能够旋转。此外，当从与轴线L正交的方向观察时，支柱部81和轴承部分36a重叠。因此，能防止或者抑制输出轴7倾斜。

此外，输出轴7包括：树脂制的输出轴主体55；以及固定于输出轴主体55并形成突部47的第二棒状构件56。第一棒状构件39和第二棒状构件56是金属制的。因此，能在输出轴7通过规定的旋转角度位置时，防止或者抑制突部47和第一棒状构件39接触而磨损。

此外，在本例中，输出齿轮63和第四齿轮62沿着Y轴方向排列，分隔构件35在Y轴方向上的环状部36与轴保持部70之间固定于壳体9。即，分隔构件35中，在Y轴方向上位于环状部36与轴保持部70之间的一对突出部35b、35c固定于壳体9。由此，分隔构件35在接近输出齿轮63的位置固定于壳体9。因此，能防止在经由输出轴7对输出齿轮63施加载荷的情况下分隔构件35挠曲。

此外，壳体9包括在X轴方向上排列并在Y轴方向上平行地延伸的第一壁部和第二侧壁14。分隔构件35配置于第一侧壁13与第二侧壁14之间，在分隔构件35与第一侧壁13之间局部设有间隙86，在分隔构件35与第二侧壁14之间局部设有间隙87。这样，分隔构件35和壳体9包括互相没有接触的部分，因此，能抑制经由输出轴7从输出齿轮63施加于分隔构件35的载荷向壳体9传播。

此处，本例的马桶盖开闭单元3包括载荷产生机构73，因此能将马桶盖201保持在规定的旋转角度位置。此外，载荷产生机构73设于输出轴7的外侧而没有设于在输出轴7上设置的凹部的内侧，因此能防止或者抑制输出轴7的变形。