开闭部件驱动装置
技术领域
本发明涉及一种开闭部件驱动装置，其具备连接开闭部件的输出轴、驱动输出轴的驱动源以及收容驱动源的壳体。
背景技术
作为对西式马桶的马桶座圈或马桶盖等开闭部件进行开闭的开闭部件驱动装置，使用经由齿轮组等传递机构将电动机等驱动源的旋转传递到输出轴的装置。在专利文献1中公开了这种开闭部件驱动装置(盖体开闭装置)。在专利文献1的盖体开闭装置中，装入有对输出轴施力而辅助开闭部件的开闭的辅助弹簧。另外，装入有转矩限制器，以防止在开闭部件突然被开闭时，过大的负载施加到电动机及传递机构而使其损坏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-200458号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1的盖体开闭装置中，电动机及减速齿轮组收容在壳体内。输出轴具备与减速齿轮组的最终齿轮啮合的齿轮部和从齿轮部的中心向轴线方向延伸的轴部，轴部的前端突出到壳体的外部。辅助弹簧配置于轴部的外周侧。辅助弹簧的一端与设置于齿轮部的端面的固定孔卡止。辅助弹簧的另一端与设置于壳体的内壁的卡止部卡止。
在具备辅助弹簧的开闭部件驱动装置中，提出了将多个辅助弹簧组合以实现辅助力的增大及辅助力的自由设定的结构。例如，提出了将多个辅助弹簧配置成两层的结构。但是，当将辅助弹簧配置成两层时，在输出轴旋转并且辅助弹簧挠曲时，辅助弹簧可能向预期外的方向变形而相互干扰。当辅助弹簧相互干涉时，不能进行正常的弹簧动作，可能无法获得设计的弹力。另外，有可能产生异常的应力，损害耐久性。
鉴于以上的问题，本发明的技术问题在于，在双层配置对输出轴施力的辅助弹簧的开闭部件驱动装置中，避免内侧的弹簧和外侧的弹簧的干扰。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种开闭部件驱动装置，其特征在于，具有：壳体；输出轴，所述输出轴从所述壳体突出；电动机，所述电动机收容于所述壳体内；传递机构，所述传递机构收容于所述壳体内，且将所述电动机的旋转传递到所述输出轴；以及辅助弹簧，伴随所述输出轴向第一旋转方向的旋转，所述辅助弹簧产生将所述输出轴向与所述第一旋转方向相反一侧的第二旋转方向施力的辅助力，所述辅助弹簧具备第一弹簧和配置于所述第一弹簧的内周侧的第二弹簧，所述第一弹簧及所述第二弹簧为扭力螺旋弹簧，所述壳体具备将内部空间分隔的中间板和从所述中间板向所述输出轴侧突出的支承部及肋，所述支承部可旋转地支承所述输出轴，所述支承部配置在所述第二弹簧的内周侧，所述肋配置在所述第一弹簧和所述第二弹簧之间。
根据本发明，作为对输出轴施力的辅助弹簧，具备第一弹簧和配置于第一弹簧的内周侧的第二弹簧，且具备双层配置的两个扭力螺旋弹簧。壳体具备将内部分隔的中间板，从中间板突出有配置于辅助弹簧的内周侧的支承部，还突出有配置于第一弹簧和第二弹簧之间的肋。这样，通过将壳体的肋配置于第一弹簧和第二弹簧之间，能够抑制第一弹簧和第二弹簧的干扰。由此，能够减少第一弹簧和第二弹簧相互干扰而不能进行正常的弹簧动作、无法获得设计的弹力的风险。另外，能够减少因第一弹簧和第二弹簧的干扰产生异常的应力而损害耐久性的风险。
在本发明中，理想的是，所述肋的外周缘的至少一部分为沿着所述第一弹簧的第一圈的内周的形状。这样一来，能够通过肋从内周侧对第一弹簧进行导向。因此，能够提高第一弹簧的位置精度。另外，因为能够抑制第一弹簧的变形，所以能够抑制第一弹簧和第二弹簧发生干扰。
在本发明中，理想的是，在所述肋和所述第一弹簧的第一圈之间设置有径向的间隙。这样，通过在肋和第一弹簧之间设置一定程度的间隙，在第一弹簧因输出轴的旋转而变形时，能够抑制第一弹簧和肋的接触。因此，能够抑制第一弹簧和肋的接触造成的耐久性的降低。
在本发明中，理想的是，所述肋具有向所述第一弹簧的径向外侧突出的突出部。通过设置突出部，能够由突出部限制第一弹簧的旋转。因此，能够进行第一弹簧的止转。
在本发明中，理想的是，所述中间板具备配置所述第一弹簧的端部的开口部，所述突出部向所述开口部侧突出。这样一来，突出部作为用于将弹簧端部朝向开口部延伸的导向部发挥作用。因此，能够提高第一弹簧的位置精度。另外，第一弹簧的组装作业变得容易。
在本发明中，所述突出部为支承所述第一弹簧的一部分的承接部。这样一来，例如，可以由中间板支承第一圈的卷绕开始部分，由承接部支承第一圈的卷绕结束部分。因此，能够抑制第一弹簧的倾斜，所以可以抑制第一弹簧和第二弹簧发生干扰。
在本发明中，理想的是，所述肋的高度低于所述第一弹簧的线径。这样一来，能够避免第一弹簧从中间板浮起。因此，可以由中间板以稳定的状态支承第一弹簧，因此，能够抑制第一弹簧的倾斜。
在本发明中，理想的是，所述肋为径向的宽度随着在周向上远离所述突出部而变细的锥形。这样一来，能够使第一弹簧及第二弹簧和肋的径向的间隙随着在周向上远离突出部而增大。因此，能够在提高配置于开口部的第一弹簧的端部的位置精度的同时，在第一弹簧端部以外的部分和肋之间设置一定程度的间隙。因此，能够抑制当第一弹簧因输出轴的旋转而变形时第一弹簧和肋的接触，抑制第一弹簧和肋的接触造成的耐久性的降低。
在本发明中，理想的是，所述肋的内周缘为沿着所述第二弹簧的外周的形状。这样一来，能够通过肋从外周侧对第二弹簧进行导向。因此，能够提高第二弹簧的位置精度。另外，因为能够抑制第二弹簧的变形，所以能够抑制第一弹簧和第二弹簧发生干扰。
在本发明中，理想的是，所述支承部具备沿径向延伸的槽部，所述第二弹簧的端部配置在所述槽部，随着从所述支承部的径向的中心朝向径向外侧，所述槽部的槽宽增大。这样一来，能够使第二弹簧的端部在槽部内沿周向倾斜。因此，当输出轴旋转时，能够从基准位置至规定角度为止不产生第二弹簧的弹力。
在本发明中，理想的是，所述肋为以连接所述开口部和所述支承部的径向的中心的直线为基准而对称的形状。这样一来，即便使第一弹簧的卷绕方向反向也能够安装第一弹簧。因此，因为能够安装与输出轴的旋转方向对应的卷绕方向的第一弹簧，所以无需根据输出轴的旋转方向变更肋的形状，无需变更壳体的形状。因此，可以使零件通用。
(发明效果)
根据本发明，作为对输出轴施力的辅助弹簧，具备第一弹簧和配置于第一弹簧的内周侧的第二弹簧，且具备双层配置的两个扭力螺旋弹簧。壳体具备将内部分隔的中间板，从中间板突出有配置于辅助弹簧的内周侧的支承部，并且突出有配置于第一弹簧和第二弹簧之间的肋。这样，通过将壳体的肋配置于第一弹簧和第二弹簧之间，能够抑制第一弹簧和第二弹簧的干扰。由此，能够减少第一弹簧和第二弹簧相互干扰而不能进行正常的弹簧动作、无法获得设计的弹力的风险。另外，能够减少因第一弹簧和第二弹簧的干扰产生异常的应力而损害耐久性的风险。
附图说明
图1是应用了本发明的开闭部件驱动装置的外观立体图。
图2是具备图1的开闭部件驱动装置1的西式马桶的说明图。
图3是图1的开闭部件驱动装置的剖视图。
图4是图1的开闭部件驱动装置的分解立体图。
图5是从第一方向的另一侧观察电动机、驱动力传递机构以及输出轴时的立体图。
图6是输出齿轮及输出轴的分解立体图。
图7是输出齿轮、输出轴以及辅助弹簧的分解立体图。
图8是从第一方向的另一侧观察第一壳体及中间壳体的立体图。
图9是表示支承部、肋及辅助弹簧的平面形状的说明图。
图10是表示输出轴处于基准位置时的辅助弹簧的状态的说明图。
图11是表示输出轴处于第二弹簧的作用开始位置时的辅助弹簧的状态的说明图。
图12是表示输出轴处于第一弹簧的作用开始位置时的辅助弹簧的状态的说明图。
符号说明
1…开闭部件驱动装置；2…输出轴；3…电动机；4…传递机构；5…辅助弹簧；6…支承部；7…肋；8…电位计；9…开口部；10…壳体；11…第一侧壁；12…第二侧壁；13…第三侧壁；14…第四侧壁；15…第一壳体；16…中间壳体；17…第二壳体；18…加强部件；19…O型圈；21…基部；22…连接轴；23…凸部；24…圆形凹部；25…弹簧卡止孔；30…电动机本体；31…旋转轴；32…轴承部件；33…承接部；34…弹簧承接部；40…蜗杆；41…第一齿轮；42…第二齿轮；43…第三齿轮；44…第四齿轮；45…输出齿轮；46…转矩限制器；50A…线材；50B…线材；61…槽部；71…内周缘；72A、72B…圆弧部；73…突出部；74A、74B…直线部；81…电位计齿轮；82…检测部；100…西式马桶；110…马桶本体；120…马桶座圈；130…马桶盖；140…水箱；151…底板；152…框部；153…弹簧保持部；154…弹簧卡止孔；155…倾斜面；161…中间板；162…中间框部；163…开口部；164…开口部；165…框部分；181…加强部件侧开口部；182…轴保持部；183…输出齿轮承接部；411…第一大径齿轮；412…第一小径齿轮；413…第一支轴；421…第二大径齿轮；422…第二小径齿轮；423…第二支轴；431…第三大径齿轮；432…第三小径齿轮；433…第三支轴；450…圆环状部；451…中心孔；452…凹部；453…缺口部；454…第一面；455…第二面；510A…第一圈；510…弹簧部；511…第一端部；512…第二端部；513…直线状部分；520…弹簧部；521…第一端部；522…第二端部；CCW…第二旋转方向；CW…第一旋转方向；L…输出轴的轴线；L1…电动机的旋转中心线；L0…连接开口部和支承部的径向中心的直线；P…支承部的径向的中心；R1…第一作用开始位置；R2…第二作用开始位置；S…径向的间隙；X…第三方向；Y…第二方向；Z…第一方向。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是应用了本发明的开闭部件驱动装置1的外观立体图。图2是具备图1的开闭部件驱动装置1的西式马桶100的说明图。图3是图1的开闭部件驱动装置1的剖视图。图4是图1的开闭部件驱动装置1的分解立体图。图5是从第一方向Z的另一侧Z2观察电动机3、传递机构4及输出轴2时的立体图。
在本说明书中，将相互正交的三个方向设为第一方向Z、第二方向Y及第三方向X。第一方向Z是输出轴2的轴线L的方向，第二方向Y是壳体10的长边方向，第三方向X是壳体10的短边方向(宽度方向)。另外，将第一方向Z的一侧设为Z1，另一侧设为Z2，将第二方向Y的一侧设为Y1，另一侧设为Y2，将第三方向X的一侧设为X1，另一侧设为X2。输出轴2从壳体10突出的一侧是第一方向Z的另一侧Z2，在壳体10中配置输出轴2的一侧是第二方向Y的一侧Y1。
(整体结构)
图1所示的开闭部件驱动装置1是使盖或门等开闭部件转动而打开/关闭的装置。图2所示的西式马桶100具有马桶本体110、马桶座圈120、马桶盖130及水箱140。马桶座圈120及马桶盖130分别与开闭部件驱动装置1的输出轴2(参照图3)连接。马桶座圈120及马桶盖130通过输出轴2的旋转，向盖在马桶本体110上的关闭姿势及从马桶本体110立起的打开姿势位移。此外，西式马桶100也可以是通过开闭部件驱动装置1仅使马桶座圈120及马桶盖130之一转动的结构。
如图3所示，开闭部件驱动装置1具有电动机3、输出轴2、将电动机3的驱动力传递到输出轴2的传递机构4、对输出轴2施力的辅助弹簧5、以及收容电动机3及传递机构4的壳体10。输出轴2具备收容于壳体10的基部21和从壳体10的开口部9突出的连接轴22。在连接轴22上连接图2所示的马桶座圈120、马桶盖130等开闭部件。如图1所示，在从作为输出轴2的轴线方向的第一方向Z观察时，壳体10具备在第二方向Y上细长的形状。配置输出轴2的壳体10的开口部9位于壳体10的长边方向即第二方向Y的一侧的端部。
壳体10为树脂制。如图1所示，壳体10具备与第二方向Y平行地延伸的第一侧壁11及第二侧壁12。另外，壳体10具备连接第一侧壁11及第二侧壁12的第二方向Y的另一侧Y2的一端的第三侧壁13以及连接第一侧壁11及第二侧壁12的第二方向Y的一侧Y1的一端的第四侧壁14。第三侧壁13在第三方向X上以直线状延伸。第四侧壁14是向第二方向Y的一侧Y1突出的凸形状。在本实施方式中，从第一方向Z的另一侧Z2观察时，第四侧壁14为半圆形的弯曲面。
如图1、图3所示，壳体10具备沿着第一方向Z排列的第一壳体15、中间壳体16及第二壳体17。第一壳体15位于中间壳体16的第一方向Z的一侧Z1，第二壳体17位于中间壳体16的第一方向Z的另一侧Z2。通过将中间壳体16固定于第一壳体15并将第二壳体17固定于中间壳体16来组装壳体10。
第一壳体15具备底板151和从底板151的外周缘延伸到第一方向Z的另一侧Z2的框部152。框部152构成壳体10的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13及第四侧壁14的第一方向Z的一侧Z1的端部。在第一壳体15固定有电动机3。电动机3具备电动机本体30和从电动机本体30突出的旋转轴31。旋转轴31朝向与输出轴2的轴线L交叉的方向。在本实施例中，旋转轴31的旋转中心线L1(参照图4)与输出轴2的轴线L正交。另外，从第一方向Z观察时，旋转轴31相对于第二方向Y(壳体10的长边方向)倾斜。旋转轴31的前端由被第一壳体15保持的轴承部件32可旋转地支承。
中间壳体16具备中间板161和从中间板161的外周缘延伸到第一方向Z的另一侧Z2的中间框部162。中间框部162构成壳体10的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13及第四侧壁14的第一方向Z的中间部分。构成传递机构4的多个齿轮中的一部分齿轮收容在中间壳体16中。另外，输出轴2的基部21收容在中间壳体16中。
板状的加强部件18固定在中间壳体16的第二壳体17侧的端部。加强部件18的刚性高于壳体10的刚性。在本实施例中，加强部件18为金属制。在加强部件18上设置有加强部件侧开口部181，输出轴2从加强部件侧开口部181向第一方向Z的另一侧Z2突出。另外，在加强部件18上安装有电位计8。电位计8在第二方向Y上配置于与输出轴2相反一侧(第二方向Y的另一侧Y2)的端部。
电位计8具备与构成传递机构4的多个齿轮中的某一个齿轮啮合的电位计齿轮81(参照图5)和检测电位计齿轮81的旋转角度位置的检测部82(参照图3、图4)。检测部82具备电路基板。电位计齿轮81位于加强部件18的第一方向Z的一侧Z1，与第三齿轮的第三小径齿轮啮合。检测部82位于加强部件18的另一侧Z2，电路基板固定至加强部件18上。
第二壳体17为板状，从第一方向Z的另一侧Z2盖在中间壳体16上。第二壳体17连接至壳体10的第一侧壁11、第二侧壁12、第三侧壁13以及第四侧壁14的第一方向Z的另一侧Z2的端部，从第一方向Z的另一侧Z2覆盖加强部件18。第二壳体17具备从第一方向Z观察时贯通与加强部件侧开口部181重叠的部位的开口部9。如图3所示，配置于开口部9的输出轴2和开口部9的内周面的间隙由O型圈19密封。
如图5所示，传递机构4从驱动力传递路径的上游侧朝向下游侧，具备蜗杆40、第一齿轮41、第二齿轮42、第三齿轮43、第四齿轮44以及输出齿轮45。蜗杆40固定于电动机3的旋转轴31的外周侧。如图4所示，蜗杆40及第一齿轮41配置于第一壳体15内。如图3所示，第二齿轮42、第三齿轮43、第四齿轮44及输出齿轮45配置于中间壳体16内。
第一齿轮41具备与蜗杆40啮合的第一大径齿轮411和与第一大径齿轮411同轴且外径尺寸小于第一大径齿轮411的第一小径齿轮412。第一大径齿轮411位于第一小径齿轮412的第一方向Z的一侧Z1。第一齿轮41被在第一方向Z上延伸的第一支轴413(参照图4)可旋转地支承。第一支轴413的一端部被第一壳体15的底板151保持，另一端部被中间壳体16的中间板161保持。第一齿轮41具备在第一大径齿轮411和第一小径齿轮412之间维持/切断驱动力的传递的转矩限制器46。
第二齿轮42是具备与第一小径齿轮412啮合的第二大径齿轮421和与第二大径齿轮421同轴且外径尺寸小于第二大径齿轮421的第二小径齿轮422的复合齿轮。第二大径齿轮421位于第二小径齿轮422的第一方向Z的一侧Z1。第二大径齿轮421经由设置于中间壳体16的中间板161上的开口部163(参照图8)与第一小径齿轮412啮合。第二齿轮42被在第一方向Z上延伸的第二支轴423(参照图5)可旋转地支承。
第三齿轮43是具备与第二小径齿轮422啮合的第三大径齿轮431和与第三大径齿轮431同轴且外径尺寸小于第三大径齿轮431的第三小径齿轮432的复合齿轮。第三大径齿轮431位于第三小径齿轮432的第一方向Z的一侧Z1。第三齿轮43被在第一方向Z上延伸的第三支轴433可旋转地支承。第三支轴433的一端部被中间壳体16的中间板161保持，另一端部贯通加强部件18被第二壳体17保持。
第四齿轮44是与第三小径齿轮432及输出齿轮45啮合的正齿轮。第四齿轮44和输出齿轮45在第二方向Y上排列。第四齿轮44被配置成与第二齿轮42同轴，且被第二支轴423可旋转地支承。第二支轴423的一端部被中间壳体16保持，另一端部被加强部件18保持。即，加强部件18具备轴保持部182(参照图3)，其保持支承第二齿轮42及第四齿轮44的第二支轴423。
图6是输出齿轮45及输出轴2的分解立体图。输出齿轮45为金属制。树脂制的输出轴2同轴地固定在输出齿轮45上。输出齿轮45是具备在第一方向Z上开口的中心孔451的环状部件。在中心孔451的内周面沿周向设置有多个凹部452，在输出轴2的基部21的外周面设置有与输出齿轮45的内周面的凹部452嵌合的多个凸部23。因此，输出齿轮45和输出轴2以绕轴线L不能相对旋转的状态连接。输出轴2的基部21为树脂部，通过热铆接固定于输出齿轮45。
输出齿轮45由加强部件18可旋转地支承。输出齿轮45在第一方向Z的另一侧Z2的端部具备外周面不具有齿部的圆环状部450。另一方面，加强部件18在加强部件侧开口部181的外周缘部分具备输出齿轮承接部183(参照图3)，其从外周侧可旋转地支承输出齿轮的圆环状部450。输出齿轮承接部183是向加强部件18上的加强部件侧开口部181的第一方向的另一侧弯曲延伸的环状筒部，例如通过翻边加工而形成。
图7是输出齿轮45、输出轴2及辅助弹簧5的分解立体图。如图3、图7所示，辅助弹簧5具备第一弹簧51及第二弹簧52。第一弹簧51及第二弹簧52是扭力螺旋弹簧。如图3所示，第二弹簧52配置于第一弹簧51的内周侧。第一弹簧51位于输出齿轮45的第一方向Z的一侧Z1。另外，第二弹簧52位于输出轴2的第一方向Z的一侧Z1，且位于第一弹簧51的内周侧。
如图7所示，第一弹簧51具备将截面为矩形的线材50A卷绕成螺旋状的弹簧部510、从弹簧部510向第一方向Z的一侧Z1延伸的第一端部511、以及从弹簧部510向第一方向Z的另一侧Z2延伸的第二端部512。如图5所示，第一弹簧51的第二端部512配置于缺口部453，该缺口部453是通过将输出齿轮45的外周面向内周侧切口而形成的。输出齿轮45在除缺口部453以外的范围的外周面上形成有齿部。缺口部453具备设置于周向的一端的第一面454及设置于周向的另一端的第二面455。如后述，当输出轴2旋转到规定角度位置时，第二端部512与第二面455接触。当输出轴2进一步旋转时，输出轴2经由输出齿轮45被第一弹簧51施力。
图8是从第一方向Z的另一侧Z2观察第一壳体15及中间壳体16时的立体图。如图3、图8所示，中间壳体16具备从中间板161向第一方向Z的另一侧Z2突出的支承部6。如图3所示，支承部6位于第一弹簧51及第二弹簧52的内周侧，比第一弹簧51及第二弹簧52向第一方向Z的另一侧Z2突出。即，第一弹簧51及第二弹簧52由支承部6保持，并且由中间板161从第一方向Z的一侧Z1支承。
在本实施方式中，电动机3配置于中间板161的第一方向Z的一侧Z1。中间板161将壳体10的内部空间划分为配置电动机3的下部空间和配置输出轴2及辅助弹簧5等的上部空间。电动机3具备从第一方向Z的一侧Z1支承中间板161的承接部33。承接部33是电动机本体30的第一方向Z的另一侧Z2的侧面，例如由金属制的电动机壳体构成。在本实施方式中，因为电动机本体30截面为方形，所以承接部33是与轴线L垂直的平坦面。承接部33支承中间板161，并且从在轴线L方向上与输出轴2相反的一侧(即，第一方向Z的一侧Z1)对支承部6进行支承。
输出轴2及输出齿轮45由支承部6的前端部分可旋转地支承。输出轴2在基部21的第一方向Z的一侧Z1的端面设置有向另一侧Z2凹陷的圆形凹部24，支承部6其前端部分配置于圆形凹部24，与圆形凹部24的底面接触。在此，支承部6的第一方向Z的另一侧Z2的前端延伸至可旋转地支承输出齿轮45的圆环状部450的加强部件18的输出齿轮承接部183的内周侧的位置。
如图8所示，在中间壳体16上设置有沿第一方向Z贯通中间板161的开口部164。开口部164在中间壳体16的中间框部162设置于与第二方向Y平行地延伸的一对框部分中位于第三方向X的一侧X1的框部分165和支承部6之间。开口部164设置于在支承部6的外周侧安装了第一弹簧51及第二弹簧52的情况下能够配置第一弹簧51的第一端部511的位置。另外，在第一壳体15上，在从第一方向Z观察时与中间壳体16的开口部164重叠的位置设置有弹簧保持部153。弹簧保持部153具备向第一方向Z的一侧Z1凹陷的弹簧卡止孔154。第一弹簧51的第一端部511从中间壳体16的开口部164向第一方向Z的一侧Z1突出，被插入到设置于第一壳体15的弹簧保持部153的弹簧卡止孔154中。
在第一壳体15上，弹簧保持部153由电动机3从与弹簧卡止孔154开口的方向即第一方向Z交叉的方向支承。即，电动机3具备从与弹簧卡止孔154的开口方向(第一方向Z)交叉的方向承接弹簧保持部153的弹簧承接部34。如图8所示，弹簧保持部153从第一壳体15的框部152的内表面向电动机本体30所在的一侧(第三方向X的另一侧X2)突出。弹簧保持部153具备在第三方向X的另一侧X2的端部被切口成与电动机本体30的侧面平行的倾斜面155。当电动机3收容于第一壳体15内时，弹簧保持部153的倾斜面155由电动机本体30的侧面从第三方向X的另一侧X2支承。即，弹簧承接部34是电动机本体30的侧面，例如由金属制的电动机壳体构成。
如图7所示，第二弹簧52具备将截面为圆形的线材50B卷绕成螺旋状的弹簧部520、从弹簧部520的第一方向Z的一侧Z1的端部向径向内侧弯曲并以直线状延伸的第一端部521、以及从弹簧部520向第一方向Z的另一侧Z2延伸的第二端部522。第二弹簧52的第一端部521配置于设置在支承部6的槽部61(参照图8、图9的(b)、图10的(b)。由此，第二弹簧52的第一端部521被卡止到中间壳体16。另外，如图7所示，输出轴2具备设置于基部21的一侧Z1的端面的弹簧卡止孔25。第二弹簧52的第二端部522配置于输出轴2的弹簧卡止孔25中。
(肋形状)
如图8所示，中间壳体16在支承部6的外周侧具备沿周向延伸的肋7。肋7从中间板161向第一方向Z的另一侧Z2突出。在将第一弹簧51及第二弹簧52安装于支承部6的外周侧时，肋7的周向的一端配置于第一弹簧51和第二弹簧52之间(参照图3)。肋7的内周缘71为圆弧状。即，肋7的内周缘71为沿着配置于内周侧的弹簧即第二弹簧52的弹簧部520的外周的形状。另外，肋7的外周缘在周向的两端分别设置有沿着第一弹簧51的弹簧部510的内周的圆弧部72A、72B，且在周向的中央设置有朝径向外侧突出的突出部73。突出部73为朝向开口部164的内侧突出的形状。肋7的外周缘在突出部73的前端的周向两侧分别设置有沿圆弧部72A、72B的切线方向延伸的直线部74A、74B。
如图7所示，第一弹簧51具备从弹簧部510的第一圈510A的卷绕开始位置向第一圈510A的切线方向延伸的直线状部分513，第一端部511从直线状部分513的前端向第一方向Z的一侧Z1弯曲延伸。
图9是表示支承部6、肋7及辅助弹簧5的平面形状的说明图。图9所示的第一弹簧51的平面形状是第一圈510A、直线状部分513以及第一端部511的平面形状。在设置于中间壳体16的肋7中，设置于外周缘的周向的一侧的端部的圆弧部72A沿着弹簧部510的第一圈510A的卷绕开始部分的内周延伸。另外，从圆弧部72A延伸到突出部73的前端的直线部74A沿着直线状部分513延伸。第一弹簧51被配置为弹簧部510的第一圈510A的卷绕开始部分及直线状部分513沿着肋7的外周缘延伸的状态。由此，通过肋7的突出部73实现第一弹簧51的止转，并且第一弹簧51的直线状部分513被定位在朝向开口部164延伸的角度位置。
肋7是以连接配置第一端部511的开口部164和支承部6的径向的中心P的直线L0为基准而对称的形状。如图9所示，突出部73的前端位于直线L0上，肋7具备从突出部73的前端向周向的一侧延伸的直线部74A及向周向的另一侧延伸的直线部74B。另外，肋7具备向直线部74A的周向的一侧延伸的圆弧部72A和向直线部74B的周向的另一侧延伸的圆弧部72B。即，直线部74A及圆弧部72A和直线部74B及圆弧部72B为以直线L0为基准而对称的形状。肋7设置于以直线L0为周向的中心的180°的角度范围内。
即，如图9所示，本实施方式的第一弹簧51为通过相对于突出部73的前端位于周向的一侧的直线部74A来引导直线状部分513的形状，但在将第一弹簧51的卷绕方向反向的情况下，能够通过相对于突出部73的前端位于周向的另一侧的直线部74B对直线状部分513进行导向，安装第一弹簧51。即，即使在将第一弹簧51的卷绕方向反向的情况下，也无需变更肋7的形状。
肋7的第一方向Z的突出高度小于构成第一弹簧51的线材50A的线径。在第一弹簧51中，弹簧部510的第一圈510A的卷绕结束部分在肋7的突出部73的第一方向Z的一侧Z1沿周向延伸。因此，突出部73作为从第一方向Z的一侧Z1支承第一弹簧51的一部分的承接部发挥作用。
肋7的周向的两端(设置有圆弧部72A、72B的部分)的径向宽度不是固定的，肋7的周向的两端是径向宽度随着在周向上远离突出部73而变细的锥形。因此，在第一弹簧52的第一圈510A和肋7的圆弧部72A之间形成有径向的间隙S。
另外，肋7的内周缘71为距支承部6的径向的中心P的距离随着朝向第一方向Z的另一侧Z2的方向而增大的倾斜面。因此，第二弹簧52由内周缘71从第一方向Z的一侧Z1支承。
(动作)
在开闭部件驱动装置1中，当电动机3被正向或反向驱动时，电动机3的驱动力经由传递机构4被传递到输出轴2，输出轴2向第一旋转方向CW或第二旋转方向CCW旋转。由此，固定在输出轴2上的马桶座圈、马桶盖等开闭部件向打开方向或关闭方向旋转。当开闭部件旋转时，电位计8输出对应于开闭部件的位置的信号。另外，当连接于输出轴2的开闭部件向第一旋转方向CW旋转时，辅助弹簧5向输出轴2施加使输出轴2绕轴线L向与第一旋转方向CW相反的第二旋转方向CCW旋转的弹力。即，在驱动开闭部件时，对输出轴2施力的辅助力施加于输出轴2。另外，因为传递机构4在第一齿轮41上具备转矩限制器46，所以在过大的负载从开闭部件经由输出轴2施加到传递机构4的情况下，转矩限制器46发挥作用，阻断由传递机构4对驱动力的传递。由此，能够防止传递机构4由于来自外部的过大的负载而损坏。
(辅助弹簧作用角度范围)
辅助弹簧5的第一弹簧51和第二弹簧52的作用角度范围(产生弹力的角度范围)不同。在开闭部件是马桶座圈或马桶盖的情况下，表示使开闭部件从基准位置旋转规定角度时的旋转负载和自基准位置起的旋转角度的关系的负载曲线不是表示简单的比例关系的形状。因此，通过组合作用角度范围不同的多个弹簧，使得表示电动机3的驱动力和第一弹簧51及第二弹簧52的弹力之和与旋转角度的关系的曲线图接近负载曲线。
图10是表示输出轴2处于基准位置R0时的辅助弹簧5的状态的说明图。图11是表示输出轴2处于第二弹簧52的作用开始位置R2时的辅助弹簧5的状态的说明图。图10的(a)、图11的(a)表示输出轴2的旋转位置，图10的(b)、图11(b)表示辅助弹簧5的状态。图12是表示输出轴2处于第一弹簧51的作用开始位置R1时的辅助弹簧5的状态的说明图。
如图10的(a)所示，当输出轴2处于基准位置R0时，第一弹簧51的第二端部512靠输出齿轮453的缺口部453的周向的一侧，远离第二面455。因此，不从第一弹簧51向输出齿轮45施加弹力。另外，如图10的(b)所示，第二弹簧52的第一端部521位于设置在支承部6的槽部61的周向的中央。槽部61为以下形状：周向的宽度(槽宽)随着从支承部6的径向的中心朝向径向外侧而变大，且第一端部521能在与槽部61的内表面不接触的范围内向周向移动。因此，不从第二弹簧52向输出轴2施加弹力。
如图11的(a)所示，当输出轴2向第一旋转方向CW旋转至第二弹簧52的作用开始位置R2时，第一弹簧51的第二端部512接近第二面455，但仍然与第二面455分离。因此，不从第一弹簧51向输出齿轮45施加弹力。另一方面，如图11的(b)所示，第二弹簧52随着输出轴2的旋转，第一端部521在槽部61内向第一旋转方向CW倾斜，与槽部61的内表面接触。因此，在输出轴2自此进一步向第一旋转方向CW旋转的情况下，第二弹簧52变形而产生弹力。
接着，如图12所示，当输出轴2进一步向第一旋转方向CW旋转并到达第一弹簧51的作用开始位置R1时，第一弹簧512的第二端部512与第二面455接触。因此，在输出轴2自此进一步向第一旋转方向CW旋转的情况下，第一弹簧51变形而产生弹力。由此，辅助弹簧5从基准位置R0到第二弹簧52的作用开始位置R2为止不产生辅助力，而从作用开始位置R2到作用开始位置R1为止仅第二弹簧52产生辅助力，所以，仅通过一个弹簧产生辅助力。而且，因为从作用开始位置R1起第二弹簧52和第一弹簧51双方都产生弹力，所以其合力为辅助力。
在本实施方式中，在将基准位置R0处的输出轴2的旋转角度设为0°、将最大旋转位置处的输出轴2的旋转角度设为Rmax°时，第一弹簧51的作用角度范围(第一作用角度范围)为从第一弹簧51的作用开始位置R1到最大旋转位置的范围。另外，第二弹簧52的作用角度范围(第二作用角度范围)为从第二弹簧52的作用开始位置R2到最大旋转位置的范围。例如，在Rmax°为120°、第一弹簧51的作用开始位置R1处的旋转角度为50°的情况下，第一作用角度范围为50°～120°。另外，在第二弹簧52的作用开始位置R2处的旋转角度为20°的情况下，第二作用角度范围为20°～120°。因此，在输出轴2从基准位置R0旋转20°之前不产生辅助力，而在从基准位置R0起的旋转角度为20°～50°的范围内，第二弹簧52的弹力为辅助力，在从基准位置R0起的旋转角度为50°～120°的范围内，第二弹簧52的弹力和第一弹簧51的弹力之和为辅助力。
辅助弹簧5的第一弹簧51的弹簧常数大于第二弹簧52的弹簧常数。第一弹簧51由截面为方形的线材50A构成，第二弹簧52由截面为圆形的线材50B构成，线材50A、线材50B的线径相同。在线径相同的情况下，由截面为方形的线材形成的线圈弹簧相比由截面为圆形的线材形成的线圈弹簧，弹簧常数大。
另外，就辅助弹簧5而言，弹簧常数大的第一弹簧51的作用角度范围(第一作用角度范围)小于弹簧常数小的第二弹簧52的作用角度范围(第二作用角度范围)。如上所述，在第一弹簧51的作用开始位置R1为50°、第二弹簧52的作用开始位置R2为20°的情况下，在使开闭部件从关闭位置旋转至打开位置时，弹簧常数小的第二弹簧52首先开始产生弹力。
(本实施方式的主要效果)
如上所述，本实施方式的开闭部件驱动装置1具有：壳体10、从壳体10突出的输出轴2、收容于壳体10内的电动机3、收容于壳体10内并将电动机3的旋转传递到输出轴2的传递机构、以及伴随输出轴2向第一旋转方向CW的旋转而产生将输出轴2向与第一旋转方向CW相反一侧的第二旋转方向CCW施力的辅助力的辅助弹簧5。辅助弹簧5具备第一弹簧51和配置于第一弹簧51的内周侧的第二弹簧52，第一弹簧51及第二弹簧52是扭力螺旋弹簧。壳体10具备将内部空间分隔的中间板161和从中间板161向输出轴2侧突出的支承部6及肋7。支承部6可旋转地支承输出轴2，配置于第二弹簧52的内周侧。另外，肋7配置于第一弹簧51和第二弹簧52之间。
根据本实施方式，作为对输出轴2施力的辅助弹簧5，具备第一弹簧51和配置于第一弹簧51的内周侧的第二弹簧52，且具备双层配置的两个扭力螺旋弹簧。壳体10具备在第一方向Z上将内部空间分隔的中间板161，从中间板161突出有配置于辅助弹簧5的内周侧的支承部6，还突出有配置于第一弹簧51和第二弹簧52之间的肋7。这样，通过将设置于壳体10内的肋7配置于第一弹簧51和第二弹簧52之间，能够抑制第一弹簧51和第二弹簧52发生干扰。因此，第一弹簧51和第二弹簧52相互干扰而不能进行正常的弹簧动作、无法获得设计的弹力的风险少。另外，因第一弹簧51和第二弹簧52的干扰而产生异常应力、损害耐久性的风险少。
在本实施方式中，肋7的外周缘中的至少圆弧部72A是沿着第一弹簧51的第一圈510A的内周的形状，因此，能够通过肋7从内周侧对第一弹簧51进行导向，因而能够提高第一弹簧51的位置精度。另外，因为能够抑制第一弹簧51的变形，所以能够抑制第一弹簧51和第二弹簧52发生干扰。
另外，在肋7的圆弧部72A和第一弹簧51的第一圈510A之间设置有径向的间隙S。这样，通过在肋7和第一弹簧51之间设置一定程度的间隙S，即使在第一弹簧51因输出轴2的旋转而变形时也能够抑制第一弹簧51和肋7的接触。因此，能够抑制第一弹簧51和肋7的接触造成的耐久性的降低。
在本实施方式中，因为肋7具备向第一弹簧51的径向外侧突出的突出部73，所以能够通过突出部73卡止第一弹簧51的直线状部分513。因此，能够通过突出部73进行第一弹簧51的止转。
在本实施方式中，在中间板161上设置有配置第一弹簧51的端部的开口部164，肋7的突出部73向开口部164侧突出，所以突出部73作为用于将第一弹簧51的弹簧端部朝向开口部164延伸的导向部发挥作用。因此，能够提高第一弹簧51的位置精度。另外，因为组装第一弹簧51时的定位容易，所以组装作业容易。
本实施方式的肋7的突出部73作为支承第一弹簧51的一部分的承接部发挥作用。因此，例如，可以由中间板161支承第一圈510A的卷绕开始部分，由承接部(突出部73)支承第一圈510A的卷绕结束部分。由此，能够抑制第一弹簧51的倾斜。因此，能够抑制第一弹簧51和第二弹簧52发生干扰。
在本实施方式中，因为肋7的高度低于第一弹簧51的线径，所以能够避免第一弹簧51从中间板161浮起。因此，因为可以由中间板161以稳定的状态支承第一弹簧51，所以能够抑制第一弹簧51的倾斜。
在本实施方式中，肋7为径向宽度随着在周向上远离突出部73而变细的锥形。由此，能够使第一弹簧51及第二弹簧52和肋7之间的径向间隙随着在周向上远离突出部73而增大。因此，能够在提高配置于开口部164的第一端部511的位置精度的同时，在第一圈510A的各部和肋7之间设置一定程度的间隙。因此，能够抑制当第一弹簧51因输出轴2的旋转而变形时第一弹簧51和肋7的接触。因此，能够抑制第一弹簧51和肋7的接触导致的耐久性的降低。
在本实施方式中，因为肋7的内周缘71是沿着第二弹簧52的外周的形状，所以能够从外周侧对第二弹簧52进行导向。因此，能够提高第二弹簧52的位置精度。另外，因为能够抑制第二弹簧52的变形，所以能够抑制第一弹簧51和第二弹簧52发生干扰。
在本实施方式中，配置于第二弹簧的内周侧的支承部6具备沿径向延伸的槽部61，第二弹簧52的第一端部521配置在槽部。槽部61为槽宽随着从支承部6的径向的中心P朝向径向外侧而增大的形状。由此，能够使第二弹簧52的第一端部521在槽部61内沿周向在一定程度上自由倾斜。因此，在输出轴2旋转时，能够从基准位置至规定角度为止不产生第二弹簧52弹力。
在本实施方式中，配置于第一弹簧51和第二弹簧52之间的肋7是以连接配置第一弹簧51的弹簧端部的开口部164和支承部6的径向的中心P的直线L0为基准而对称的形状，因此，能够将第一弹簧51的卷绕方向反向安装。因此，无需根据输出轴2的旋转方向变更肋7的形状，无需变更壳体10的形状，所以可以使零件通用。
