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是中间壳体的立体图。图6是从轴线方向观察输出轴、输出齿轮、第一辅助弹簧以及第二辅助弹簧时的分解立体图。图7是从图6的相反侧观察输出轴、输出齿轮、第一辅助弹簧以及第二辅助弹簧时的分解立体图。图8是从轴线方向观察电动机、传递机构、输出轴时的立体图。图9是从图8的相反侧观察电动机、传递机构、输出轴时的立体图。图10是第二壳体、第一辅助弹簧和第二辅助弹簧的俯视图。

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。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，如图2所示，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；连接有马桶盖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连接有马桶盖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方向的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。

如图5所示，在中间壳体22的中间底部31设有向+Z方向突出的筒部24。筒部24是将输出轴的－Z方向的端部部分支承为能够旋转的轴承。筒部24包括从+Z方向一端沿Z轴方向延伸的切槽24a。此外，筒部24从－Z方向一侧朝向+Z方向一侧包括：大径筒部分24b；外径比大径筒部分24b小的小径筒部分24c；以及在大径筒部分24b与小径筒部分24c之间朝向+Z方向的环状端面24d。

如图4所示，在中间壳体22中的第二壳体23一侧的端部部分固定有板状的加强构件35。加强构件35由金属制作，刚度比壳体9高。在本例中，加强构件35是板金。在加强构件35上设有基部沿Z轴方向贯通的加强构件开口部35a。此外，在加强构件上设有从加强构件开口部35a的开口缘向+Z方向突出的筒状的轴承部36。此外，在加强构件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)是板状，从+Z方向覆盖于加强构件35，并固定于中间壳体22。第二壳体23构成壳体9的+Z方向的端面。第二壳体23包括成为壳体9的+Z方向的端面的板部17。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。板部通孔17a和轴支承部18同轴地设置。输出轴7在壳体9的内侧贯通板部通孔17a和轴支承部18，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。

此处，设于中间壳体22的中间底部31的筒部24在从Z轴方向观察时设于与壳体开口部10重叠的位置。筒部24与壳体开口部10、板部通孔17a以及轴支承部18同轴。

输出轴7是树脂制的。如图3所示，输出轴7的基部12在－Z方向一端包括插入筒部24的插入部39。此外，如图6、图7所示，基部12包括齿轮固定部40，输出齿轮53在插入部39的第二方向上以不能旋转的状态同轴地固定于齿轮固定部40。齿轮固定部40的外径比插入部39的外径大。此外，如图3、图6所示，基板12包括将齿轮固定部40和插入部39连接的连接部41。连接部41的外径比插入部39的外径大且比齿轮固定部40的外径小。如图6所示，在齿轮固定部40与连接部41之间设有朝向－Z方向的环状的端面40a。此外，在连接部41与插入部39之间设有朝向－Z方向的环状的端面41a。

在齿轮固定部40的端面40a形成有向+Z方向延伸的第一弹簧卡定孔42(第一弹簧卡定部)。在连接部41的端面41a设有从外周缘向－Z方向突出的环状部43。环状部43位于插入部39的外周侧。在环状部43与插入部39之间存在间隙。

此外，如图6、图7所示，基部12从齿轮固定部40朝向+Z方向依次包括：具有朝向径向外侧的圆形外周面的被轴承部44；以及具有朝向径向外侧的圆形外周面的被支承部45。被轴承部44的外径比齿轮固定部40和被支承部45的外径大。被支承部45在Z轴方向的中途包括环状槽70。在环状槽70内安装有O形环71。

此处，如图3所示，在连接部41的－Z方向的端面41a上，在径向上位于环状部43与插入部39之间的环状的端面部分中，在周向的多个部位设有孔46。孔46从连接部41的端面部分向+Z方向延伸。孔46的+Z方向一端到达被轴承部44。通过在输出轴7设有孔46来调节输出轴7的壁厚。因此，能在通过注塑成型等使输出轴7成型时，抑制成型后的树脂收缩。因此，容易使输出轴7成型为期望的形状。

接着，如图8、图9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48、第一齿轮49、第二齿轮50、第三齿轮51、第四齿轮52(前级齿轮)以及输出齿轮53。蜗杆48固定于旋转轴27的外周侧。蜗杆48和第一齿轮49位于第一壳体21内。第二齿轮50、第三齿轮51、第四齿轮52以及输出齿轮53位于中间壳体22内。蜗杆48、第一齿轮49、第二齿轮50、第三齿轮51、第四齿轮52以及输出齿轮53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49位于电动机6的旋转轴27的+X方向。第一齿轮49包括：与蜗杆48啮合的第一大径齿轮49a；以及与第一大径齿轮49a同轴且外径尺寸比第一大径齿轮49a小的第一小径齿轮49b。第一大径齿轮49a位于第一小径齿轮49b的－Z方向。第一齿轮49能够旋转地支承于在Z轴方向上延伸的第一支轴55。第一支轴55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49在第一大径齿轮49a与第一小径齿轮49b之间包括使驱动力的传递连续或断开的转矩限制器56。

如图8、图9所示，第二齿轮50包括：与第一小径齿轮49b啮合的第二大径齿轮50a；以及与第二大径齿轮50a同轴且外径尺寸比第二大径齿轮50a小的第二小径齿轮50b。第二大径齿轮50a位于第二小径齿轮50b的－Z方向。第二大径齿轮50a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49b啮合(参照图5)。第二齿轮50能够旋转地支承于在Z轴方向上延伸的第二支轴58。第二支轴58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加强构件35。

第三齿轮51包括：与第二小径齿轮50b啮合的第三大径齿轮51a；以及与第三大径齿轮51a同轴且外径尺寸比第三大径齿轮51a小的第三小径齿轮51b。第三大径齿轮51a位于第三小径齿轮51b的－Z方向。第三齿轮51能够旋转地支承于在Z轴方向上延伸的第三支轴59。第三支轴59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59贯通加强构件35。

第四齿轮52是与第三小径齿轮51b和输出齿轮53啮合的正齿轮。第四齿轮52和输出齿轮53在Y轴方向上排列。第四齿轮52与第二齿轮50同轴地配置，并能够旋转地支承于第二支轴58。如图3所示，第二支轴58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加强构件35。即，中间壳体22的中间底部31包括对支承第二齿轮50和第四齿轮52的第二支轴58进行保持的轴保持部34(参照图5)。加强构件35包括对支承第二齿轮50和第四齿轮52的第二支轴58进行保持的轴保持部57(参照图3)。

输出齿轮53是金属制的。输出齿轮53同轴地固定于输出轴7的齿轮固定部40。即，如图6、图7所示，输出齿轮53是环状，并且在其中心孔内插入有输出轴7的齿轮固定部40。在输出齿轮53的内周面沿周向设有多个凹部61，在输出轴7的齿轮固定部40的外周面设有嵌入输出齿轮53的内周面的凹部61的多个凸部62。由此，输出齿轮53和输出轴7以无法围绕轴线L相对旋转的状态连接。

此处，传递机构8包括第一辅助弹簧63和第二辅助弹簧64。第一辅助弹簧63和第二辅助弹簧64均是螺旋弹簧，并位于输出齿轮53的－Z方向。第一辅助弹簧63包括：从外周侧包围中间壳体22的中间底部31的筒部24的螺旋状的第一弹簧主体部63a；从第一弹簧主体部63a的－Z方向一端向径向内周侧延伸的第一壳体侧卡定部63b；以及从第一弹簧主体部63a的+Z方向一端向+Z方向突出的第一突出部63c。第一弹簧主体部63a位于连接部41、环状部43、插入部39的径向外侧。如图3、图10所示，第一壳体侧卡定部63b穿过中间壳体22的筒部24的切槽24a向筒部24的内周侧突出。第一突出部63c插入在输出轴7的齿轮固定部40的端面40a上设置的第一弹簧卡定孔42。

第二辅助弹簧64包括：配置于第一辅助弹簧63的外周侧的螺旋状的第二弹簧主体部64a；从第二弹簧主体部64a的－Z方向一端向－Z方向突出的第二壳体侧卡定部64b；以及从第二弹簧主体部64a的+Z方向一端向+Z方向突出的第二突出部64c。如图10所示，第二壳体侧卡定部64b从设于中间壳体22的中间底部31的通孔65向－Z方向突出，卡定于在第一壳体21上设置的第二螺旋弹簧第一卡定部66(参照图4)。第二突出部64c以能卡定的方式插入在输出齿轮53的外周面上设置的第二螺旋弹簧第二卡定部67。如图6、图7所示，第二螺旋弹簧第二卡定部67是设于输出齿轮53的齿部的缺口部。第二突出部64c能从周向抵接于输出齿轮53。第二辅助弹簧64的截面是矩形。

(输出轴的支承构造)

如图3所示，输出轴7中，位于－Z方向一端的插入部39插入中间壳体22的中间底部31的筒部24并被支承为能够旋转。在插入部39插入筒部24的状态下，位于插入部39的外周侧的环状部43从外周侧与筒部24的+Z方向的端部部分接触。即，环状部43与筒部24的小径筒部分24c的外周面接触。此外，环状部43的－Z方向的端面与在大径筒部分24b与小径筒部分24c之间朝向+Z方向的环状端面24d接触。由此，输出轴7的－Z方向的端部部分由筒部24支承为能围绕轴线L旋转，并且被筒部24的环状端面24d从－Z方向一侧支承。

此外，输出轴7中，被轴承部44被加强构件35的轴承部36从外周侧支承为能够旋转。此外，输出轴7中，被支承部45被第二壳体23的轴支承部18从外周侧支承为能够旋转。固定于被支承部45的O形环71在输出轴7与轴支承部18之间沿径向被压缩。

(加强构件的固定构造)

接着，加强构件35在Y轴方向上的轴承部36与轴保持部57之间固定于中间壳体22。

即，如图5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73和第二突部74。在第一突部73和第二突部74分别设有螺纹孔。此外，第一框部分32a在设有第一突部73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74的位置包括矩形的第二缺口部32d。第一突部73和第二突部74在X轴方向上相对。

另一方面，如图4所示，加强构件35在Y轴方向上的轴承部36与轴保持部57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。加强构件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73。此外，加强构件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74。此外，加强构件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73的螺纹孔的螺纹件75固定于中间壳体22。此外，加强构件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74的螺纹孔的螺纹件75固定于中间壳体22。

在加强构件35固定于中间壳体22的状态下，在加强构件35与第一框部分32a之间局部设有间隙76，在加强构件35与第二框部分32b之间局部设有间隙77。即，在加强构件35固定于壳体9的状态下，在加强构件35与第一侧壁13之间设有互相不接触的部分(间隙76)。此外，在加强构件35与第二侧壁14之间设有互相不接触的部分(间隙77)。

(电位计)

如图8所示，电位计37包括与构成传递机构8的多个齿轮中的任意一个齿轮啮合的电位齿轮81。此外，如图4所示，电位计37包括检测电位齿轮81的旋转角度位置的检测部82。电位齿轮81位于加强构件35的－Z方向，并与第三齿轮51的第三小径齿轮51b啮合。检测部82经由基板83固定于加强构件35。此处，在基板83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83上固定有与配线和电位计37连接的多个端子销86。如图5所示，中间壳体22在中间框部32的Y轴方向的－Y方向一端包括端子销保持部87。

(动作)

当通过经由端子销86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(第一旋转方向)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。

此外，当与输出轴7连接的马桶盖201向关闭方向A旋转时，第一辅助弹簧63和第二辅助弹簧64蓄积使输出轴7围绕轴线L向打开方向B旋转的弹性势能。因此，在使马桶盖201向打开方向B旋转时，第一辅助弹簧63和第二辅助弹簧64将由电动机6向打开方向B驱动的输出轴7向打开方向B施力，从而辅助上述打开动作。此外，传递机构8在第一齿轮49处包括转矩限制器56。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56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。

(作用効果)

根据本发明，第一辅助弹簧63配置于将输出轴7的基部12的插入部39支承为能够旋转的筒部24的外周侧。此外，输出轴7中，被传递来自电动机6的驱动力的齿轮固定部40位于插入部39的+Z方向。此外，输出轴7中，连接有马桶盖201的突出部11位于齿轮固定部40的+Z方向。由此，在Z轴方向上，第一辅助弹簧63不位于被传递来自电动机6的驱动力的齿轮固定部40与连接有马桶盖201的突出部11之间。因此，能通过第一辅助弹簧63的配置，避免输出轴7中连接有马桶盖201的突出部11和被传递来自电动机6的驱动力的齿轮固定部40在Z轴方向上分开。

此处，第一辅助弹簧63的第一壳体侧卡定部63b在沿径向贯通设于筒部24的切槽24a的状态下卡定于筒部24。因此，在输出轴7向关闭马桶盖201的关闭方向A旋转并且第一辅助弹簧63蓄积了弹性势能时，第一辅助弹簧63的变形使第一壳体侧卡定部63b与切槽24a的周向的一侧的内壁接触，使切槽24a扩张。当切槽24a扩张时，支承输出轴7的筒部24可能会发生变形或者破损。对于上述问题，基部12包括在插入部39的外周侧从外周侧与筒部24接触的环状部43。因此，设有切槽24a的筒部24从内周侧和外周侧保持于基部12。因此，即使在由于第一辅助弹簧63的变形从第一壳体侧卡定部63b施加了使筒部24变形的力的情况下，也能防止或者抑制筒部24发生变形或者破损。

此外，在本例中，筒部24包括：大径筒部分24b；在大径筒部分24b的+Z方向上外径比大径筒部分24b小的小径筒部分24c；以及在大径筒部分24b与小径筒部分24c之间朝向+Z方向的环状端面24d。此外，输出轴37的环状部43从外周侧与小径筒部分24c接触，并从+Z方向与环状端面24d接触。因此，能通过筒部24的环状端面24d从－Z方向支承输出轴7。

此外，在本例中，具有刚度比壳体9高且固定于壳体9的内侧的加强构件35。加强构件35包括从外周侧将输出轴7的被轴承部44支承为能够旋转的轴承部36。因此，能通过壳体9的筒部24和加强构件35的轴承部36将输出轴7支承为能够旋转。此外，包括轴承部36的加强构件35的刚度比壳体9高。因此，能防止或者抑制在使马桶盖201开闭时输出轴7倾斜的情况。

此外，在本例中，包括第二辅助弹簧64，该第二辅助弹簧64在输出轴7向关闭马桶盖201的关闭方向A旋转时蓄积使该输出轴7向与关闭方向A相反的打开方向B旋转的弹性势能。因此，能通过第一辅助弹簧63和第二辅助弹簧64辅助输出轴7的打开方向B的旋转。此处，第二辅助弹簧64配置于第一辅助弹簧63的外周侧。因此，在Z轴方向上，第二辅助弹簧64不位于被传递来自电动机6的驱动力的齿轮固定部40与连接有马桶盖201的突出部11之间。因此，能通过第二辅助弹簧64的配置来避免输出轴7中连接有马桶盖201的突出部11和被传递来自电动机6的驱动力的部分在Z轴方向上分开。

此外，输出轴7是树脂制的，在连接部41的－Z方向的端面41a包括向+Z方向延伸并到达被轴承部44的孔46。这样，由于能通过孔46调节输出轴7的壁厚，因此能在通过注塑成型等使输出轴7成型时抑制成型后的树脂收缩。因此，容易使输出轴7成型为期望的形状。

此外，壳体9是树脂制的，加强构件35是金属制的。因此，容易使壳体9的形状成为期望的形状。此外，容易使加强构件35的刚度比壳体9高。此外，由于通过金属制的加强构件35将输出轴7支承为能够旋转，因此容易防止或者抑制输出轴7倾斜。

此外，在本例中，刚度较高的加强构件35将固定有输出齿轮53的输出轴7支承为能够旋转，并且支承与输出齿轮53啮合的第四齿轮52的第二支轴58。由此，由于能防止来自外部的载荷使第四齿轮52和输出齿轮53向互相远离的方向变位，因此能在正常的状态下维持第四齿轮52与输出齿轮53的啮合。因此，向马桶盖201传递转矩的效率不会变差。

此外，在本例中，输出齿轮53和第四齿轮52沿着Y轴方向排列，加强构件35在Y轴方向上的轴承部36与轴保持部57之间固定于壳体9。即，加强构件35中，在Y轴方向上位于轴承部36与轴保持部57之间的一对突出部35b、35c固定于壳体9。由此，加强构件35在接近输出齿轮53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53施加载荷的情况下加强构件35挠曲。

此处，根据本例的马桶盖开闭单元3，开闭构件驱动装置1包括第一辅助弹簧63和第二辅助弹簧64。因此，在与输出轴7的突出部11连接的马桶盖201从倒伏的姿势向立起的姿势打开时等，能通过第一辅助弹簧63和第二辅助弹簧64蓄积的弹性势能辅助由电动机6驱动的输出轴7的旋转。

(其它实施方式)

图11是变形例的输出轴的说明图。图11表示沿着轴线L切断变形例的输出轴。在开闭构件驱动装置1中，可以采用图11的输出轴7A代替输出轴7。另外，输出轴7A中，由于包括与输出轴7对应的结构，因此对于对应的结构标注相同的符号，省略其说明。

如图11所示，输出轴7A包括：树脂制的输出轴主体100；以及同轴地固定于输出轴主体100的金属制的柱状构件101。输出轴主体100包括齿轮固定部40、连接部41、环状部43、被轴承部44、被支承部45以及突出部11。连接部41在－Z方向的端面41a的中央包括圆形凹部100a。环状部43从连接部41的－Z方向的端面41a的外周缘向－Z方向延伸。

柱状构件101是圆柱形状。柱状构件101与输出轴主体100同轴地配置，局部插入圆形凹部100a。柱状构件101的－Z方向的端部部分且从连接部41向－Z方向突出的突出部分是插入部39。这样，由于输出轴7A包括金属部分，因此输出轴7A的刚度提高。因此，能防止或者抑制保持于筒部24的输出轴7倾斜。