特許 6161373 蓋体開閉装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6161373

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】蓋体開閉装置

(51)【国際特許分類】

   A47K 13/10 20060101AFI20170703BHJP

【ＦＩ】

   A47K13/10

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-78898(P2013-78898)

(22)【出願日】2013年4月4日

(65)【公開番号】特開2014-200458(P2014-200458A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2016年3月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】石水 昭夫

【審査官】 油原 博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０９２９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２４８０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ４７Ｋ １３／００−１３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯車部および当該歯車部から同軸に突出する軸部を備える出力軸と、
モータの回転を減速して前記歯車部に伝達する減速輪列と、
前記軸部の外周側に同軸に配置され、前記出力軸の軸線回りの一方向への回転に伴って径方向に変形して当該出力軸を他方向に回転させる付勢力を発揮するコイルバネと、
ポテンショメータと、を有し、
前記減速輪列を構成する歯車のうち前記軸線と直交する前記出力軸の隣接位置に配置された歯車はポテンショ歯車が噛合する回転検出歯車となっており、
前記回転検出歯車において前記ポテンショ歯車と噛合している検出歯車部は、前記コイルバネの径方向外側に位置しており、当該回転検出歯車において前記モータの回転の伝達に用いられている他の歯車部と比較して小径に構成されていることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記回転検出歯車は、樹脂成形品であり、前記モータの回転の伝達に用いられている歯車部として、大径歯車部と、前記大径歯車部と同軸で当該大径歯車部よりも小径の小径歯車部とを備え、
前記検出歯車部は、前記小径歯車部と同軸で当該小径歯車部よりも小径であり、
前記大径歯車部、前記小径歯車部および検出歯車部は軸線方向でこの順番に配置されていることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項3】

請求項２において、
前記軸線方向で積層された第１ケースおよび第２ケースを備え、
前記回転検出歯車および当該回転検出歯車よりも駆動力伝達方向の下流側に位置する前記減速輪列の各歯車は、一方端が前記第１ケースにおいて軸線と交差する方向に延びる第１板部に支持され、他方端が前記第２ケースにおいて軸線と交差する方向に延びる第２板部に支持された各支軸に回転可能に支持されており、
前記ポテンショメータは、前記第１ケースの前記第２ケースとは反対側に支持されており、
前記ポテンショ歯車は、前記ポテンショメータに回転可能に支持された状態で前記第１板部に設けられた開口から前記第２ケースの側に突出して前記回転検出歯車の前記検出歯車部と噛合していることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項4】

請求項２または３において、
前記検出歯車部の歯数は、前記小径歯車部の歯数と同一であることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記回転検出歯車は、前記歯車部と噛合する前記減速輪列の最終歯車であることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項6】

請求項５において、
前記出力軸は、１８０°未満の角度範囲で回転駆動され、
前記歯車部は、周方向の一部分に歯部を備えており、
前記軸部は、前記歯車部よりも小径であり、
前記歯車部における前記軸部の側の環状端面には、前記軸線回りで前記歯部が設けられていない角度位置に前記コイルバネの一方端が固定されていることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項7】

請求項２において、
前記回転検出歯車は、前記歯車部と噛合する前記減速輪列の最終歯車であり、
前記最終歯車は、前記小径歯車部が前記歯車部と噛合しており、
前記大径歯車部は、前記軸線方向において前記歯車部を挟んで前記コイルバネとは反対側に位置しており、前記軸線方向から見たときに前記最終歯車と一部分が重なっていることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項8】

請求項７において、
前記出力軸に付与されるトルクが予め設定した設定トルクよりも小さい場合に、前記出力軸を予め定めた角度位置で停止した状態に保持する保持機構を有し、
前記保持機構は、前記歯車部に設けられた凹部の内周側に構成された内側部分と当該歯車部から前記軸部とは反対側に突出する突出部分を備えており、
前記突出部分は、前記大径歯車部の径方向の外側に位置していることを特徴とする蓋体開閉装置。

【請求項9】

請求項８において、
前記保持機構は、固定部材に搭載されて前記軸線方向に延びている複数の第１ピンと、前記出力軸に搭載されて前記軸線方向に延びている前記第１ピンと同数の第２ピンと、を備えており、
各第１ピンは、前記軸線回りに等角度間隔に配置されており、
各第２ピンは、前記軸線回りに等角度間隔に配置されており、
前記出力軸を前記角度位置に配置した場合には、前記軸線方向から見たときに前記大径歯車部と重なる位置で前記第１ピンと前記第２ピンとが当接することを特徴とする蓋体開閉装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータの駆動力により便蓋や便座を開く際にコイルバネの付勢力によって開動作をアシストする蓋体開閉装置に関する。

【背景技術】

【0002】

かかる蓋体開閉装置は特許文献１に記載されている。同文献では、便蓋はモータの駆動力が伝達される出力軸に連結されており、出力軸の外周側にゼンマイが配置されている。ゼンマイの一方端は出力軸に連結されており、ゼンマイは便蓋を閉じる出力軸の一方向への回転に伴って蓄勢し、当該出力軸を他方向に回転させる付勢力を発揮する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−３９４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ゼンマイの替わりにコイルバネを用いても便蓋の開動作をアシストすることができる。ここで、コイルバネを用いる場合にも蓄勢時や付勢力の発揮時にその径が変化するので、モータの駆動力を出力軸に伝達する減速輪列の中で出力軸に隣接して配置される歯車については、径の拡大したコイルバネと干渉しないように、出力軸との間にスペースを設けなければならない。

【0005】

ところで、減速輪列の中で出力軸に隣接して配置される歯車には、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のポテンショ歯車を噛合させることがある。出力軸の回転角度位置を検出するためには、ポテンショ歯車を減速輪列において出力軸に近い駆動力伝達経路の下流側の歯車に噛合させた方が、それよりも上流側の歯車に噛合させた場合と比較して、出力軸の回転を精度よく検出できるからである。しかし、減速輪列の中で出力軸に隣接して配置される歯車にポテンショ歯車を噛合させる場合には、コイルバネと干渉しないように歯車と出力軸を離間させた上で、さらに歯車の近傍にポテンショメータを配置することになるので、装置の小型化が阻害されるという問題がある。

【0006】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、蓋体を連結する回転軸の外周側にコイルバネを配置してコイルバネの付勢力により蓋体の開動作をアシストする構成において、回転軸の隣接位置にある歯車にポテンショ歯車を噛合させる場合でも、小型化を図ることが可能な蓋体開閉装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の蓋体開閉装置は、
歯車部および当該歯車部から同軸に突出する軸部を備える出力軸と、
モータの回転を減速して前記歯車部に伝達する減速輪列と、
前記軸部の外周側に同軸に配置され、前記出力軸の軸線回りの一方向への回転に伴って径方向に変形して当該出力軸を他方向に回転させる付勢力を発揮するコイルバネと、
ポテンショメータと、を有し、
前記減速輪列を構成する歯車のうち前記軸線と直交する前記出力軸の隣接位置に配置された歯車はポテンショ歯車が噛合する回転検出歯車となっており、
前記回転検出歯車において前記ポテンショ歯車と噛合している検出歯車部は、前記コイルバネの径方向外側に位置しており、当該回転検出歯車において前記モータの回転の伝達に用いられている他の歯車部と比較して小径に構成されていることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、出力軸の隣接位置に配置された回転検出歯車は、モータの回転の伝達に用いられている他の歯車部と比較して小径の検出歯車部を備えており、この検出歯車部がコイルバネの径方向の外側に位置している。従って、径の拡大したコイルバネと回転検出歯車との干渉を避けるために、出力軸と回転検出歯車とを離間させる必要がない。よって、装置の小型化を図ることができる。また、ポテンショ歯車が噛合する検出歯車部はモータの回転の伝達に用いられている歯車部ではなく、これらの歯車部と比較して小さな強度を備えていればよい。従って、検出歯車部を小径とすることができる。

【0009】

本発明において、前記回転検出歯車は、樹脂成形品であり、前記モータの回転の伝達に用いられている歯車部として、大径歯車部と、前記大径歯車部と同軸で当該大径歯車部よりも小径の小径歯車部とを備え、前記検出歯車部は、前記小径歯車部と同軸で当該小径歯車部よりも小径であり、前記大径歯車部、前記小径歯車部および検出歯車部は軸線方向でこの順番に配置されていることが望ましい。このようにすれば、回転検出歯車を軸線方向で２分割した金型により簡易に成型することができる。また、モータの回転を伝達する大径歯車部と小径歯車部の間に検出歯車部を設けた場合には、検出歯車部の部分に力が加わって回転検出歯車が破損する可能性があるが、検出歯車部を回転検出歯車の一方の端側に配置すれば回転検出歯車の破損を防止できる。

【0010】

本発明において、前記軸線方向で積層された第１ケースおよび第２ケースを備え、前記回転検出歯車および当該回転検出歯車よりも駆動力伝達方向の下流側に位置する前記減速輪列の各歯車は、一方端が前記第１ケースにおいて軸線と交差する方向に延びる第１板部に支持され、他方端が前記第２ケースにおいて軸線と交差する方向に延びる第２板部に支持された各支軸に回転可能に支持されており、前記ポテンショメータは、前記第１ケースの前記第２ケースとは反対側に支持されており、前記ポテンショ歯車は、前記ポテンショメータに回転可能に支持された状態で前記第１板部に設けられた開口から前記第２ケースの側に突出して前記回転検出歯車の前記検出歯車部と噛合していることが望ましい。このようにすれば、第１ケースと第２ケースの間に回転検出歯車と回転検出歯車よりも下流側の輪列を構成し、しかる後に、ポテンショ歯車を回転検出歯車に噛合させることができる。よって、各歯車を噛合させることが容易である。

【0011】

本発明において、前記検出歯車部の歯数は、前記小径歯車部の歯数と同一であることが望ましい。このようにすれば、検出歯車部の歯先を小径歯車部の歯底から離間させることが容易なので、検出歯車部と小径歯車部の大きさの設計の自由度が増す。

【0012】

本発明において、前記回転検出歯車は、前記歯車部と噛合する前記減速輪列の最終歯車であることが望ましい。回転検出歯車が出力軸の歯車部と噛合していれば、出力軸の回転が回転検出歯車の回転に精度よく現われるので、出力軸の回転を精度よく検出できる。また、減速輪列の最終歯車を回転検出歯車としておけば、回転検出歯車には出力軸の回転を増幅した回転が現われているので、出力軸の歯車部にポテンショ歯車を噛合させて出力軸の回転を検出する場合と比較して、回転角度検出の分解能を高めることがでる。

【0013】

本発明において、前記出力軸は、１８０°未満の角度範囲で回転駆動され、前記歯車部は、周方向の一部分に歯部を備えており、前記軸部は、前記歯車部よりも小径であり、前記歯車部における前記軸部の側の環状端面には、前記軸線回りで前記歯部が設けられていない角度位置に前記コイルバネの一方端が固定されていることが望ましい。このようにすれば、コイルバネの一方端を出力軸に固定した状態として、出力軸の外周側にコイルバネを配置することが容易となる。また、コイルバネは軸線回りで歯部が設けられていない角度位置に固定されるので、コイルバネを固定することにより歯車部が破損することを防止できる。

【0014】

本発明において、前記回転検出歯車は、前記歯車部と噛合する前記減速輪列の最終歯車であり、前記最終歯車は、前記小径歯車部が前記歯車部と噛合しており、前記大径歯車部は、前記軸線方向において前記歯車部を挟んで前記コイルバネとは反対側に位置しており、前記軸線方向から見たときに前記最終歯車と一部分が重なっていることが望ましい。このようにすれば、最終歯車と出力軸を軸線と直交する方向で近接配置できるので、装置の小型化が容易となる。

【0015】

本発明において、蓋体を平伏姿勢から回動させて起立姿勢に開いたときに、蓋体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ためには、前記出力軸に付与されるトルクが予め設定した設定トルクよりも小さい場合に、前記出力軸を予め定めた角度位置で停止した状態に保持する保持機構を有し、前記保持機構は、前記歯車部に設けられた凹部の内周側に構成された内側部分と当該歯車部から前記軸部とは反対側に突出する突出部分を備えており、前記突出部分は、前記大径歯車部の径方向の外側に位置していることが望ましい。このようにすれば、保持機構を備える場合でも、当該保持機構、出力歯車および最終歯車を軸線と直交する方向で近接する位置に配置できるので、装置の小型化を図ることができる。

【0016】

この場合には、前記保持機構は、固定部材に搭載されて前記軸線方向に延びている複数の第１ピンと、前記出力軸に搭載されて前記軸線方向に延びている前記第１ピンと同数の第２ピンと、を備えており、各第１ピンは、前記軸線回りに等角度間隔に配置されており、各第２ピンは、前記軸線回りに等角度間隔に配置されており、前記出力軸を前記角度位置に配置した場合には、前記軸線方向から見たときに前記大径歯車部と重なる位置で前記第１ピンと前記第２ピンとが当接することが望ましい。このように構成すれば、第１ピンと第２ピンとの当接位置を軸線から径方向に離間した位置とすることが容易となるので、設定トルクを大きくすることが容易となる。また、第１ピンと第２ピンがそれぞれ等角度間隔に配置されているので、第１ピンと第２ピンが当接したときに出力軸にかかる力が軸線回りで均等になり、出力軸を傾斜させることがない。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、径の拡大したコイルバネと回転検出歯車との干渉を避けるために、出力軸と回転検出歯車とを離間させる必要がなく、装置の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明を適用した蓋体開閉装置の斜視図である。

【図2】上ケースを取り外した状態の蓋体開閉装置の斜視図である。

【図3】上ケースを取り除いた状態の蓋体開閉装置の分解斜視図である。

【図4】蓋体開閉装置の駆動系を取り出して示した斜視図である。

【図5】出力軸、自立保持機構およびコイルバネの分解斜視図である。

【図6】自立保持機構の横断面図および自立保持機構の周辺部分の縦断面図である。

【図7】出力軸、第４複合歯車、角度検出機構およびコイルバネの配置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の蓋体開閉装置を説明する。以下の説明では、互いに直交する方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向としたときに、出力軸の軸線方向をＺ方向とし、蓋体開閉装置の長手方向をＸ方向とし、蓋体開閉装置の短手方向をＹ方向とする。また、説明の便宜上、Ｚ方向において出力軸の突出方向を上側（上方）、その反対側を下側（下方）とし、Ｘ方向において出力軸が配置されている端部側を前側（前方）、その反対側を後側（後方）として説明する。

【0020】

（全体構成）
図１は蓋体開閉装置を後方の上側から見た場合の斜視図である。図２は上ケース１７を取り外した状態の蓋体開閉装置１の斜視図である。図３は上ケース１７を取り除いた状態の蓋体開閉装置１の分解斜視図である。蓋体開閉装置１は前端部分に出力軸２を突出させる開口３を有する樹脂製のケース４を備えている。出力軸２の軸線ＬはＺ方向に延びている。ケース４の上面のＸ方向の途中位置には、ケース４をＹ方向に横断する凹部５が設けられている。

【0021】

ケース４の上面の外周縁から下方に延びて下端面に連続している側面は、Ｚ方向に沿って延びており、Ｘ方向で互いに平行な一対の第１側面部分６と第２側面部分７を備えている。また、ケース４の側面は、Ｚ方向に沿って延びており、一対の第１、第２側面部分６、７の前端を接続している第３側面部分８と、一対の第１、第２側面部分６、７の後端を接続している第４側面部分９を備えている。第３側面部分８をＺ方向から見た場合の形状は湾曲しており、前方に向かって第１側面部分６および第２側面部分７から離れるのに伴って先細りとなっている。第４側面部分９は、Ｚ方向およびＹ方向に沿って延びる平坦面を備えている。出力軸２は第３側面部分８の内周側に位置している。ケース４の下端面１０は平坦面である。

【0022】

ケース４は、Ｚ方向で下側からこの順番で積層された下ケース（第２ケース）１５、中ケース（第１ケース）１６および上ケース１７を備えている。下ケース１５は、図３に示すように、出力軸２と交差する方向に延びる底板部１８を備えており、底板部１８の下端面が蓋体開閉装置１の下端面１０となっている。中ケース１６は、前端側に上方に突出する突出部分１９を備えており、突出部分１９の上端面に開口３が設けられている。上ケース１７は、中ケース１６における突出部分１９の後方に載置されている。

【0023】

上ケース１７は、図２に示すように、前端側部分に前方およびＹ方向から切り欠かれた切り欠き段部２０を備えている。上ケース１７が中ケース１６に積載された状態では、中ケース１６の突出部分１９の後端面と切り欠き段部２０によって凹部５が形成されている。上ケース１７、中ケース１６および下ケース１５は、図１に示すように、上ケース１７のおよび中ケース１６を貫通して下ケース１５に到達する４本の有頭ネジ２１によってネジ止め固定されている。

【0024】

ここで、蓋体開閉装置１は洋式便器の便蓋または便座を開閉するためのものである。蓋体開閉装置１は、出力軸２を水平方向に向ける姿勢とされて、出力軸２が便蓋または便座と連結される。そして、蓋体開閉装置１は、便蓋が平伏姿勢となる閉じ位置と起立姿勢となる開き位置の間で便蓋または便座を回転駆動する。本例では、閉じ位置と開き位置との間は軸線Ｌ回りで１２０°離れた角度位置にある。従って、出力軸２は１２０°の角度範囲で回転する。なお、便蓋や便座を連結する際に便蓋側の部材と蓋体開閉装置１が干渉することがないように、出力軸２の周囲に位置する第３側面部分８の形状は軸線Ｌ方向から見たときに先細りになっている。

【0025】

（蓋体開閉装置の駆動系）
図４は蓋体開閉装置１の駆動系を取り出して示す斜視図である。図４（ａ）では駆動系を斜め上方から見ており、図４（ｂ）は駆動系を斜め下方から見ている。なお、図４では、各歯車の噛合関係を分かり易くするために、一部の歯車の歯部を２点鎖線で省略している。また、アシストバネを筒状に示してある。図５は出力軸２、自立保持機構およびアシストバネの分解斜視図である。図５（ａ）では出力軸２、自立保持機構およびアシストバネを上方から見ており、図５（ｂ）ではこれらを下方から見ている。図６（ａ）は自立保持機構のＸＹ平面における横断面図であり、図６（ｂ）は自立保持機構の周辺部分の縦断面図である。

【0026】

図３、図４に示すように、ケース４内には、出力軸２の駆動源となるモータ２５、モータ２５の駆動力を減速して出力軸２に伝達する減速輪列２６、出力軸２の回転角度位置を検出するための回転角度検出機構２７が収納されている。モータ２５はケース４の後端部分に収納されており、出力軸２はその一部分がケース４の前端側部分に収納されている。また、ケース４内には、出力軸２による便座の駆動をアシストする付勢力を発揮するアシストバネ２８と、平伏姿勢から回動させて起立姿勢に開いたときに、蓋体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自立保持機構（保持機構）２９が収納されている。

【0027】

モータ２５は、ブラシ付きＤＣモータ２５である。モータ２５には配線３０を介して外部の制御装置（不図示）から電力が供給される。供給される電力の極性を第１極性から当該第１極性とは反対の第２極性に反転させると、モータ２５の回転方向は第１方向から当該第１方向とは逆の第２方向に逆転する。モータ２５の回転方向が逆転すると、この逆転に伴って、出力軸２の回転方向が逆となる。

【0028】

出力軸２は樹脂成型品であり、図５に示すように、減速輪列２６の最終歯車と噛合する歯車部３１と、この歯車部３１と同軸にＺ方向を上方に突出している軸部３２を備えている。軸部３２は歯車部３１よりも小径であり、歯車部３１の軸部３２側は環状端面３３を備えている。図３、図４に示すように、出力軸２は支軸３４に回転可能に支持されている。支軸３４の下端は下ケース１５の底板部１８に固定されている。

【0029】

減速輪列２６は、モータ２５の回転軸に取り付けられたピニオン３５、ピニオン３５と噛合する第１複合歯車３６、第１複合歯車３６と噛合する第２複合歯車３７、第２複合歯車３７と噛合する第３複合歯車３８、第３複合歯車３８と噛合する第４複合歯車（回転検出歯車）３９を備えている。第４複合歯車３９は減速輪列２６の最終歯車であり、歯車部３１と噛合している。第１複合歯車３６、第２複合歯車３７、第３複合歯車３８、および第４複合歯車３９は、いずれも樹脂成型品である。

【0030】

より具体的には、第１複合歯車３６は、第１大径歯車部３６ａと第１大径歯車部３６ａよりも小径で第１大径歯車部３６ａと同軸に設けられた第１小径歯車部３６ｂを備えており、第１大径歯車部３６ａがピニオン３５と噛合している。第２複合歯車３７は、第２大径歯車部３７ａと第２大径歯車部３７ａよりも小径で第２大径歯車部３７ａと同軸に設けられた第２小径歯車部３７ｂを備えており、第２大径歯車部３７ａが第１複合歯車３６の第１小径歯車部３６ｂと噛合している。第３複合歯車３８は、第３大径歯車部３８ａと第３大径歯車部３８ａよりも小径で第３大径歯車部３８ａと同軸に設けられた第３小径歯車部３８ｂを備えており、第３大径歯車部３８ａが第２複合歯車３７の第２小径歯車部３７ｂと噛合している。第４複合歯車３９は、第４大径歯車部３９ａと、第４大径歯車部３９ａよりも小径で第４大径歯車部３９ａと同軸に設けられた第４小径歯車部３９ｂと、第４小径歯車部３９ｂよりも小径で第４小径歯車部３９ｂと同軸に設けられた検出歯車部３９ｃを備えている。第４大径歯車部３９ａは第３複合歯車３８の第３小径歯車部３８ｂと噛合しており、第４小径歯車部３９ｂは歯車部３１と噛合している。

【0031】

第１複合歯車３６は第１支軸４１に回転可能に支持されており、第２複合歯車３７は第２支軸４２に回転可能に支持されている。第３複合歯車３８は第３支軸４３に回転可能に支持されており、第４複合歯車３９は第４支軸４４に回転可能に支持されている。

【0032】

第１支軸４１は、図２に示すように、中ケース１６において軸線Ｌと交差するように設けられた中間板４５（板部）に設けられた開口４６を介して上方に延びており、下端が下ケース１５の底板部１８に支持され、上端が上ケース１７に支持されている。第１複合歯車３６は、中間板４５の上側に第１大径歯車部３６ａを位置させ、開口４６を介して第１小径歯車部３６ｂを中間板４５よりも下方に突出させた状態で、第１支軸４１に支持されている。第２支軸４２、第３支軸４３および第４支軸４４のそれぞれは、下端が下ケース１５の底板部１８に支持され、上端が中ケース１６の中間板４５に支持されている。

【0033】

第２複合歯車３７は、第２大径歯車部３７ａと第２小径歯車部３７ｂとが別体に構成されており、第３大径歯車部３７ａと第２小径歯車部３７ｂの間はラチェット３７ｃを介して回転の伝達が行われる。ラチェット３７ｃは、出力軸２の側から作用する力が歯車部３１を介して減速輪列２６に入力されて、所定のトルクを超えたときに、回転の伝達を遮断して、その力がモータ２５にまで伝達されることを防止するトルクリミッタである。

【0034】

第４複合歯車３９は、軸線Ｌ方向の下方から上方に向かって第４大径歯車部３９ａ、第４小径歯車部３９ｂおよび検出歯車部３９ｃをこの順番で備えている。上端に設けられた検出歯車部３９ｃには回転角度検出機構２７のポテンショ歯車４０が噛合している。

【0035】

ここで、ポテンショ歯車４０が噛合する検出歯車部３９ｃはモータ２５の回転の伝達に用いられている歯車部（第４大径歯車部３９ａおよび第４小径歯車部３９ｂ）ではない。従って、これらの歯車部と比較して小さな強度を備えていればよく、小径とすることができる。

【0036】

また、検出歯車部３９ｃの歯数と第４小径歯車部３９ｂの歯数とは同数であり、検出歯車部３９ｃの歯先円は第４小径歯車部３９ｂの歯底円よりも大径である。さらに、検出歯車部３９ｃは第４小径歯車部３９ｂに対してモジュールを小さくすることにより、小径に構成されている。従って、検出歯車部３９ｃを小径に構成した場合でも、検出歯車部３９ｃに必要な強度を確保することが容易となっている。また、第４複合歯車３９を支持する第４支軸４４の径を大きくすることができ、第４支軸４４の強度を確保することが容易となっている。

【0037】

回転角度検出機構２７は、図４（ａ）に示すように、ポテンショ歯車４０とポテンショ歯車４０の回転角度を検出するポテンショメータ４７を備えている。ポテンショメータ４７は、図２に示すように、中間板４５の上方に配置されている。ポテンショ歯車４０は中間板４５に設けられた貫通孔（開口）４８から下ケース１５の側に突出して第４複合歯車３９の検出歯車部３９ｃに噛合している。ポテンショメータ４７からはポテンショ歯車４０の回転角度に対応する信号が出力される。ポテンショメータ４７の信号は配線３０を介して制御装置に入力される。

【0038】

アシストバネ２８は、図３、図４に示すように、出力軸２の軸部３２の外周側に配置されている。アシストバネ（コイルバネ）２８の上方に位置する一方端２８ａは径方向を外側に突出しており、中ケース１６の突出部分１９の内壁部分に設けられた係止部５０に固定されている。アシストバネ２８の他方端２８ｂは、図５（ａ）に示すように、軸線Ｌ方向を下方に向かって突出しており、出力歯車の環状端面３３に形成された２つの固定孔５１の一方に挿入されている。これによりアシストバネ２８の他方端２８ｂは出力軸２に固定されている。ここで、出力軸２の歯車部３１の歯部３１ａは、出力軸２の回転角度範囲と対応する１８０°未満の角度範囲に形成されており、固定孔５１は、歯車部３１の環状端面３３のうち歯部が形成されていない角度範囲に設けられている。アシストバネ２８は、出力軸２の軸線Ｌ回りの一方向への回転に伴って径方向に変形して蓄勢して、出力軸２を他方向に回転させる付勢力を発揮する。

【0039】

なお、本例の蓋体開閉装置１は、便蓋または便座に対して出力軸２がその回転軸線方向の一方側から連結される場合と他方側から連結される場合がある。ここで、蓋体または便座に対して出力軸２を一方側から連結する場合と他方側から連結する場合とでは蓋体または便座の開閉する方向が逆となるので、アシストバネ２８が付勢力を発揮する方向を反対にする必要がある。従って、本例では、巻回方向が異なる２種類のアシストバネ２８を用意しておき、出力軸２を連結する方向に応じたアシストバネ２８を搭載することによって付勢力を発揮する方向を変更している。また、歯車部３１の環状端面３３に設けられている２つの固定穴５１は、２種類のアシストバネ２８のそれぞれに対応するものであり、第１の巻回方向のアシストバネ２８が用いられる場合には、当該アシストバネ２８の他方端２８ｂが一方の固定穴５１に挿入されて固定され、第１の巻回方向とは反対の第２の巻回方向のアシストバネ２８が用いられる場合には、当該アシストバネ２８の他方端２８ｂが他方の固定穴５１に挿入されて固定される。

【0040】

自立保持機構２９は、出力軸２に付与されるトルクが予め設定した設定トルクよりも小さい場合に、出力軸２を予め定めた角度位置で停止した状態に保持する。自立保持機構２９は、図５（ｂ）に示すように、歯車部３１の下端面に設けられた凹部５５を利用して歯車部３１の内周側に構成されており、その下端部分が歯車部３１から突出している。

【0041】

図５、図６に示すように、自立保持機構２９は、凹部５５内に歯車部３１と同軸で挿入された環状部５６を備える固定部材５７、軸線Ｌ方向に延びる金属製の一対の第１ピン５８、軸線Ｌ方向に延びる金属製の一対の第２ピン５９、および、環状部５６の外周側に配置されて凹部５５内に配置されたコイルバネ６０を備えている。固定部材５７の環状部５６、一対の第１ピン５８、一対の第２ピン５９、および、コイルバネ６０は、凹部５５の内周側に配置されている。すなわち、環状部５６、一対の第１ピン５８、一対の第２ピン５９、および、コイルバネ６０は、凹部５５の内周側に構成された自立保持機構２９の内側部分２９ａとなっている（図６（ｂ）参照）。ここで、固定部材５７は、環状部５６から下方に突出する突出部６１を備えており、図３に示すように、この突出部６１が下ケース１５の底板部１８に設けられた固定用凹部６２に挿入されることによって下ケース１５に固定されている。すなわち、突出部６１は、固定部材５７をケース４に固定するための係合部である。また、突出部６１は自立保持機構２９において出力軸２の凹部５５から外側に突出する突出部分となっている。

【0042】

一対の第１ピン５８は、図５（ａ）に示すように、環状部５６の周方向の１８０°離れた角度位置に形成された一対の開口５６ａに配置されて、その外周側に位置するコイルバネ６０と当接している。一対の第２ピン５９は、図５（ｂ）に示すように、歯車部３１の凹部５５の底面において軸線Ｌから外れた位置であって、軸線Ｌ回りに１８０°離れた角度位置に固定されている。そして、一対の第２ピン５９は、環状部５６の内側に挿入されている。

【0043】

ここで、図６に示すように、出力軸２が回転して所定の角度位置に配置されると、出力軸２に固定されている一対の第２ピン５９が一対の第１ピン５８に当接する。この状態で、出力軸２に設定トルクよりも小さいトルクが付与されている場合には、一対の第２ピン５９はコイルバネ６０の付勢力に抗して一対の第１ピン５８を径方向の外側に押し出すことができないので、第２ピン５９は第１ピン５８が配置されている角度位置を通過できない。この結果、出力軸２は予め定めた角度位置で停止した状態に保持される。一方、出力軸２に設定トルク以上のトルクが付与されている場合には、出力軸２に固定されている一対の第２ピン５９がコイルバネ６０の付勢力に抗して一対の第１ピン５８を径方向の外側に押し出すので、第２ピン５９は第１ピン５８が配置されている角度位置を通過する。従って、出力軸２は予め定めた角度位置で停止することなく回転する。なお、出力軸２に設定トルク以上のトルクが付与される場合には、モータ２５の駆動力が出力軸２に伝達される場合、および、出力軸２に連結された便蓋や便座が手動によって開閉される場合がある。

【0044】

（出力軸、第２複合歯車、ポテンショ歯車、自立保持機構の配置）
図７（ａ）は出力軸２、第４複合歯車３９、ポテンショ歯車４０、自立保持機構２９を取り出して軸線Ｌと直交する方向から見た側面図であり、図７（ｂ）は出力軸２、第４複合歯車３９、ポテンショ歯車４０、自立保持機構２９を取り出して軸線Ｌ方向から見た平面図である。

【0045】

図７に示すように、蓋体開閉装置１では、アシストバネ２８（一対のコイルバネ）は、歯車部３１の上方であって、軸部３２の外周側に同軸に配置されている。第４複合歯車３９においてポテンショ歯車４０と噛合している検出歯車部３９ｃは、アシストバネ２８の径方向外側に位置している。

【0046】

また、第４複合歯車３９は、第４小径歯車部３９ｂが歯車部３１と噛合し、検出歯車部３９ｃがアシストバネ２８の径方向の外側に位置している。ポテンショ歯車４０は検出歯車部３９ｃを挟んで出力軸２とは反対側に位置している。

【0047】

さらに、第４複合歯車３９の第４大径歯車部３９ａは、軸線Ｌ方向において歯車部３１の下方に位置している。また、軸線Ｌ方向から見た場合に、第４大径歯車部３９ａは歯車部３１と部分的に重なっている。自立保持機構２９は、歯車部３１の内周側に構成されており、歯車部３１から下方に突出している固定部材５７の突出部６１は、第４複合歯車３９の第４大径歯車部３９ａの径方向の外側に位置している。本例では、出力軸２、第４複合歯車３９、ポテンショ歯車４０、自立保持機構２９がかかる配置となっているので、これらを軸線Ｌと直交する方向で接近させることができる。よって蓋体開閉装置１を小型化することができる。

【0048】

なお、図６（ｂ）から分かるように、本例では、出力軸２が回転して所定の角度位置に配置されると、第１ピン５８と第２ピン５９は、軸線Ｌ方向から見たときに第４複合歯車３９の大径歯車部３９ａと重なる位置で当接する。第１ピン５８、第２ピン５９および大径歯車部３９ａの位置がこのような関係になっていれば、第１ピン５８と第２ピン５９の当接位置を軸線Ｌから径方向に離れた位置とすることが容易となるので、自立保持機構２９の設定トルクを大きくすることが容易となっている。また、本例では、第１ピン５８と第２ピン５９がそれぞれ等角度間隔（１８０°間隔）に配置されているので、第１ピン５８と第２ピン５９が当接したときに出力軸２にかかる力が軸線Ｌ回りで均等になり、出力軸２を傾斜させることがない。

【0049】

（作用効果）
本例において、第４複合歯車３９は、樹脂成形品であり、第４大径歯車部３９ａ、第４小径歯車部３９ｂおよび検出歯車部３９ｃは軸線Ｌ方向でこの順番に配置されている。従って、第４複合歯車３９を軸線Ｌ方向で２分割した金型により簡易に成型することができる。また、モータ２５の回転を伝達する第４大径歯車部３９ａと第４小径歯車部３９ｂの間に検出歯車部３９ｃを設けた場合には、検出歯車部３９ｃの部分から検出歯車部３９ｃが破損する可能性があるが、検出歯車部３９ｃを検出歯車部３９ｃの一方の端側に配置しているので、検出歯車部３９ｃの破損を防止できる。

【0050】

また、本例では、下ケース１５と中ケース１６の間に出力軸２の歯車部３１と噛合するように第４複合歯車３９を配置し、しかる後に、ポテンショ歯車４０を第４複合歯車３９に噛合させることができる。よって、各歯車を噛合させることが容易である。

【0051】

さらに、本例では、ポテンショ歯車４０が歯車部３１と噛合する減速輪列２６の最終歯車である第４複合歯車３９と噛合している。ここで、ポテンショ歯車４０を出力軸２の歯車部３１と噛合する最終歯車に噛合させておけば、出力軸２の回転が当該最終歯車の回転に精度よく現われるので、出力軸２の回転を精度よく検出できる。また、減速輪列２６の最終歯車にポテンショ歯車４０を噛合させておけば、検出歯車部３９ｃには出力軸２の回転を増幅した回転が現われているので、出力軸２の歯車部３１にポテンショ歯車４０を噛合させて出力軸２の回転を検出する場合と比較して、回転角度検出の分解能を高めることができる。本例の場合には、出力軸２が１２０°回転する間にポテンショ歯車４０が３００°回転する。従って、回転角度検出機構２７により出力軸２の回転を精度よく検出できる。

【0052】

また、本例では、出力軸２の歯車部３１の環状端面３３にアシストバネ２８の他方端２８ｂを固定しているので、アシストバネ２８の他方端２８ｂを出力軸２に固定した状態として、出力軸２の外周側にアシストバネ２８を配置することが容易となる。また、アシストバネ２８の他方端２８ｂを固定する固定孔５１が軸線Ｌ回りで歯部３１ａが設けられていない角度位置に設けられているので、アシストバネ２８を固定することにより歯車部３１が破損することを防止できる。

【0053】

なお、上記の例では、蓋体開閉装置１は便座や便蓋を駆動しているが、洗濯機の洗濯槽への洗濯物投入口を開閉する蓋体を駆動するものとしても用いることができる。

【符号の説明】

【0054】

１・・・蓋体駆動装置
２・・・出力軸
４・・・ケース
１５・・・下ケース（第２ケース）
１６・・・中ケース（第１ケース）
２５・・・モータ
２６・・・減速輪列
２８・・・アシストバネ（コイルバネ）
３１・・・歯車部
３１ａ・・・歯部
３２・・・軸部
３３・・・環状端面
３９・・・第４複合歯車（回転検出歯車・最終歯車）
３９ａ・・・第４大径歯車部
３９ｂ・・・第４小径歯車部
３９ｃ・・・検出歯車部
４０・・・ポテンショ歯車
４１〜４４・・・支軸
４５・・・中ケースの中間板（板部）
４７・・・ポテンショメータ
４８・・・中ケースの貫通孔（開口）
５８・・・第１ピン
５９・・・第２ピン
２９ａ・・・内側部分
６１・・・突出部（突出部分）
Ｌ・・・軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】