CN103780016A - 齿轮电动机 - Google Patents
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Abstract
一种齿轮电动机,绕着输出齿轮配置有施加旋转力的弹簧,能使输出齿轮与和该输出齿轮相邻的减速齿轮直接啮合,并能防止该减速齿轮与弹簧的干涉。在壳体内具有将直流电动机(2)的旋转传递至输出齿轮的减速齿轮组,绕着对输出齿轮的轴部进行支承的齿轮支承壁(45)隔着间隙配置弹簧(Sp)。在壳体的上外壳(30)上设有当弹簧(Sp)变位时与弹簧的外径部位抵接的两个弧状壁部(351),在减速齿轮组的和输出齿轮啮合的第四齿轮的小径齿轮(94b)与弹簧(Sp)之间残留有规定间隙,防止因第四齿轮与弹簧的接触而产生的磨损、动作不良。
Description
技术领域
本发明涉及用于驱动开闭体打开关闭的齿轮电动机。
背景技术
近年来,在打开关闭便座、便盖或洗衣机的盖等时,为了尽量减小使用者的负担、提高使用性而希望有自动驱动的装置。例如日本专利特开2002-219076号公报记载的自动开闭装置通过减速机构使电动机的驱动力减速,并且使该驱动力经由输出轴而传递至便座,以使其自动地打开关闭,上述自动开闭装置包括对输出轴施加便座打开方向的力的弹簧。该弹簧是扭转螺旋弹簧,其将线圈的一个卷绕端固定于输出轴,并将另一个卷绕端与壳体侧卡定,以形成使线圈卷绕输出轴的配置。
减速机构使用在轴向上包括小径齿轮和大径齿轮的减速齿轮,通过从电动机一侧依次反复进行使小径齿轮与下一级减速齿轮的大径齿轮啮合,来使电动机的旋转减速,以从输出轴输出增大了的转矩。然而,上述自动开闭装置的减速机构不仅包括具有小径齿轮和大径齿轮的减速齿轮,还包括所谓的惰性齿轮。即,在从电动机到输出轴为止的齿轮组中和输出轴相邻的最后级的减速齿轮与输出轴之间存在仅具有一个齿轮的惰性齿轮。这是为了使减速齿轮相对于输出轴远离至不产生干涉的位置,否则,由于弹簧绕着输出轴配置而朝径向突出,因此当使最后级的减速齿轮的小径齿轮与输出轴的齿轮直接啮合时,该减速齿轮的大径齿轮会与弹簧干涉;正是因为上述目的,才用惰性齿轮将减速齿轮与输出轴之间连接。
专利文献1:日本专利特开平7-39470号公报
然而,上述现有自动开闭装置中的惰性齿轮并不具有减速功能,因而存在以下问题:因零件个数的增多而导致成本增大,并且因惰性齿轮的存在而使减速齿轮的尺寸也变得大型化。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种齿轮电动机,其绕着包括减速齿轮组在内的从电动机到输出轴为止的驱动系统中的第一齿轮配置弹簧,而且使第一齿轮与和该第一齿轮相邻的第二齿轮直接啮合。
本发明的齿轮电动机具有壳体以及输出轴、电动机及将该电动机的旋转传递至输出轴的由减速齿轮构成的减速齿轮组,上述输出轴、上述电动机及上述减速齿轮组各自的转轴平行地支承于壳体,对输出轴及减速齿轮组中的规定的第一齿轮施加旋转力的弹簧绕该第一齿轮配置,齿轮电动机的特征是,在壳体上设置有变位限制元件,该变位限制元件对弹簧的径向变位进行限制,以在弹簧与和第一齿轮相邻的第二齿轮之间残留规定的间隙,第一齿轮与第二齿轮直接啮合。
根据本发明,使第一齿轮与第二齿轮直接啮合,并防止因弹簧与第二齿轮接触而产生的磨损、动作不良。此外,例如在将第一齿轮设为输出轴,将第二齿轮设为减速齿轮组的最后级的减速齿轮的情况下,也可在该减速齿轮与输出轴之间不设置惰性齿轮,因此,能实现成本的降低和小型化。
附图说明
图1是表示实施方式的齿轮电动机的外观的立体图。
图2是齿轮电动机的分解立体图。
图3是齿轮电动机的齿轮组展开图。
图4是将盖拆下后表示的齿轮电动机的俯视图。
图5是盖的立体图。
图6是从齿轮电动机的壳体拆下盖之后的状态下的俯视图。
图7是从齿轮电动机的壳体拆下盖、角度传感器及第一齿轮之后的状态下的俯视图。
图8是上外壳的立体图。
图9是壳体的主要部分剖视图。
图10是从下外壳一侧观察上外壳的仰视图。
图11是图10的A-A剖视图。
图12是下外壳的立体图。
图13是下外壳的俯视图。
图14是说明转矩限制器的俯视图。
图15是说明输出齿轮的图。
图16是说明弹簧朝输出齿轮的安装的图。
图17是说明弹簧朝输出齿轮的安装的图。
图18是说明输出齿轮的使用范围的图。
图19是说明上外壳朝下外壳的载置的图。
图20是壳体的主要部分剖视图。
图21是壳体的主要部分剖视图。
图22是壳体的主要部分剖视图。
(符号说明)
1 齿轮电动机
2 直流电动机
2a 上端部
3 电动机轴
5 减速齿轮组
7 壳体
8 螺钉
9 螺钉
10 盖
10a 倾斜面
11 上壁部
11a 缺口凹部
11b 连接器避让部
11b1 角部
12(121、122、123、124) 侧壁部
122a~124a 台阶部
125 突片部
125a 台阶部
13 安装部
131 底壁
131a 通孔
132 弧状壁部
14 凸缘部
14a 通孔
15 避让孔
16 圆筒壁
16a 通孔
16b 收容孔
16c 底壁
161 轴套(小径部)
162 大径部
17 轴套部
171 定位销
172 基部
18 按压轴套
19 按压轴套
20 支承轴套
20a 轴孔
21 轴孔
25 连接端子
30 上外壳
31 头部
310 上壁部
310a 下表面
310b 缺口凹部
311 周壁部
32 减速齿轮组装设部
322~325 侧壁部
324a 内周面
33 底座
331 凹部
332 凹部
334 开口
335 凹部
336 配线收容部
342~345 凸缘
342a、342b 凸缘
35 底壁
35a 通孔
351 弧状壁部
351a 倾斜面
36 凸缘支承部
36a 通孔
37 定位轴套
37a 定位孔
37b 定位孔
371 间壁
371a 通孔
38 连接器避让部
39 定位轴套
39a 定位孔
40a 电动机安装孔
40b 电动机安装孔
41 电动机轴孔
42 缺口
421 壁部
43 凸缘
431~434 凸缘
432a、433a、434a 凸缘
45 齿轮支承壁
45a 外周面
46(461~465) 导向片
461a 倾斜面
461b 内径端
47(471~478) 肋
49 第一支承台
50 销
51 第二支承台
52 销
55 插通孔
56 支承轴套
56a 轴孔
57 隆起部
61 齿轮通孔
62 支承轴套
62a 轴孔
63 支承轴套
63a 轴孔
64 支承轴套
64a 轴孔
65 弹簧支承部
65a 卡定槽
65b 卡定槽
651 倾斜面
67 肋
70 下外壳
71 底壁
71a~71d 凹部
71d1 开口
71e 外周
72(721~724) 侧壁部
721a~725a 台阶部
722b、723b 缺口部
724b 肋
725 突片部
78 位置限制部
79 齿轮支承部
79b 缺口部
791~796 肋
81 支承轴套
81a 轴孔
82 支承轴套
82a 轴孔
83 支承轴套
83a 轴孔
84 支承轴套
84a 轴孔
87 定位部
87a 定位销
87b 定位孔
88 立柱
88a 螺纹孔
89 凸缘部
89a 螺纹孔
90 小齿轮
G1 第一齿轮
91a 大径齿轮
91b 小径齿轮
91c 插通孔
92a1 齿部
92b1 齿部
G2 第二齿轮
92a 大径齿轮
92b 小径齿轮
92c 插通孔
921 基部
922 凸轮面
925 基部
926 臂
927 爪
928 轴部
G3 第三齿轮
93a 大径齿轮
93b 小径齿轮
93c 插通孔
G4 第四齿轮
94a 大径齿轮
94b 小径齿轮
94c 插通孔
95 连接器
95a 端子
100 基板
100a~100d 配线
135 电位计
137 传感器齿轮
138 转轴
138a 轴
138b 轴
150 角度传感器
151 基板
152 销孔
153 销孔
200 输出构件
201 嵌合部
210 输出构件
Gf 输出齿轮
250 轴部
251 筒状部
251a 齿部
253 连接壁
254 加强板
255 轴部
255a 对边距
255b 键槽
256 轴部
256a 对边距
256b 键槽
257 限位部
257a 弹簧支承孔
257b 减重孔
257c 弧状外周面
257d 弧状内周面
257e 抵接面
801、802 限制块
801a、802a 限位面
861、862 固定用轴套
861a、862a 螺纹孔
S1~S4 第一支承轴~第四支承轴
Sp、Sp’ 弹簧
Sp1 一端部
Sp2 另一端部
St 间隙(弹簧收容空间)
Su 空间(盖侧空间)
Sd 空间(下外壳侧空间)
T 转矩限制器
T1~T4 区域
Wa 厚壁
W 配线
X1~X4、Xa 轴线
具体实施方式
对将本发明应用于齿轮电动机1的实施方式进行说明,其中,齿轮电动机1用于西式便器的便座、便盖及在上表面设有盖的洗衣机等的被驱动成绕水平轴旋转的盖体的开闭驱动。图1是表示实施方式的齿轮电动机1的外观的立体图。图2是从右后方且斜下方观察齿轮电动机1的分解立体图。图3是齿轮电动机1的齿轮组展开图。图4是表示从下外壳70拆下上外壳30后的状态的俯视图,其是说明下外壳70内的减速齿轮组5和输出齿轮Gf的配置的图。另外,在图4中,小齿轮90、第一齿轮G1、传感器齿轮137配置于比上外壳30更上侧的位置,因此,以虚线表示。另外,在以下的说明中,将图1的左侧设为前方,将右侧设为后方,将靠近观察者一侧设为左方,将远离观察者一侧设为右方,将上侧设为上方,将下侧设为下方。
实施方式的齿轮电动机1是通过在分别由树脂制成的作为一个壳体构件的下外壳70、作为另一个壳体构件的上外壳30及盖10构成的壳体7内收容直流电动机2、减速齿轮组5、作为输出轴的输出齿轮Gf而构成的。
如图3所示,构成减速齿轮组5的第一齿轮G1至第四齿轮G4分别包括大径齿轮91a~94a和小径齿轮91b~94b,并被设成小径齿轮和下一个齿轮的大径齿轮依次啮合。另外,第一齿轮G1、第二齿轮G2、第四齿轮G4的小径齿轮和大径齿轮通过树脂成型而一体构成。
第一齿轮G1~第四齿轮G4是树脂制的,且分别被钢制的第一支承轴S1~第四支承轴S4支承成能旋转,这些第一支承轴S1~第四支承轴S4支承于在上外壳30及下外壳70上形成的支承轴套等支承部。另外,减速齿轮组5的各齿轮的旋转中心以及各支承轴及传感器齿轮137的旋转中心都平行构成。
在齿轮电动机1中,直流电动机2的旋转经由减速齿轮组5而传递至输出齿轮Gf,与该输出齿轮Gf连接的输出构件200、210绕轴线Xa旋转(参照图1)。输出构件200、210与例如西式便器的便座、便盖及在上表面设有盖的洗衣机等的盖体的转轴连接,与输出构件200、210的旋转联动地驱动盖体打开关闭。
如图1及图2所示,壳体7采用以下结构:在下外壳70上载置上外壳30,并在该上外壳30的除了前方侧的头部31之外的减速齿轮组装设部32上载置盖10。上外壳30的头部31不会因盖10的重叠而受到限制,因此,头部31朝比减速齿轮组装设部32更靠上方的位置隆起。头部31的上表面比盖10的上表面低,因此,在盖10的头部31侧设置倾斜面10a,以使头部31的上表面与盖10的上表面连续。
壳体7的平面形状的前端部呈半圆形,后方呈一边与该半圆相接地延伸、且具有比该半圆大的宽度的大致矩形,与上述一边相对的另一边在上述半圆附近具有与该半圆相连的倾斜部。此处,在上外壳30上设有用于避免与下外壳70的后述连接器95干涉的连接器避让部38(参照图6)。因此,上外壳30除了该连接器避让部38之外的其它部分的平面轮廓与下外壳70的平面轮廓相同(参照图6)。上外壳30的头部31的主要部分为半圆形部分。输出构件200、210从头部31的半圆中心沿上下方向延伸(参照图1)。
以下,依次对齿轮电动机1的各部分的结构进行说明。
[盖]
图5是盖10的立体图,图5(a)表示背面,图5(b)表示上表面(正面)。
如图5(a)所示,盖10形成为大致盘形,其具有上壁部11和沿着该上壁部11的外周缘设置的侧壁部12(121、122、123、124),盖10在其四个角部处利用螺钉8通过共同旋紧而与上外壳30及下外壳70一体结合。
侧壁部122~124各自的基本高度相同,但在侧壁部122的长度方向的中途位置,在与后述上外壳30的缺口42对应的位置以朝上外壳30一侧突出的方式形成有突片部125。另外,在侧壁部121上,为了避免与后述上外壳30一侧的弹簧支承部65等干涉而形成有缺口121a。
如图1及图5所示,在盖10的头部31一侧(前方侧)的两侧设有安装部13、13。该安装部13具有:俯视观察时呈大致半圆形状的底壁131;以及从该底壁131的弧状的周缘朝上壁部11一侧延伸的弧状壁部132,在底壁131上以沿厚度方向贯穿该底壁131的方式形成有供螺钉8(参照图1)插通的通孔131a。
安装部13、13是从上壁部11延伸至比侧壁部122、123的下端(上外壳30一侧的端部)更靠下方的位置而形成的,设于弧状壁部132、132前端的板状的底壁131、131以弧状的周缘彼此相对的朝向设于从上壁部11朝上外壳30一侧偏移的位置。在盖10中,弧状壁部132从上端到底壁朝侧方开口,在该弧状壁部132的后方侧分别连接有侧壁部122、123。
在盖10后方的左侧设有缺口凹部11a,在该缺口凹部11a的底侧设有凸缘部14,该凸缘部14具有用于供螺钉8贯穿的通孔14a。另外,在盖10后方的右侧设有连接器避让部11b,该连接器避让部11b为了避免与后述下外壳70的连接器95干涉而以与连接器95相对应的方式凹陷成矩形。因此,侧壁部123沿着该连接器避让部11b折曲。
在该连接器避让部11b的附近以从上壁部11朝上外壳30一侧突出的方式形成有圆筒壁16。该圆筒壁16在其长度方向上分两级缩小直径,在该圆筒壁16的中心具有用于供螺钉8插通的通孔16a。
圆筒壁16的靠上壁部11一侧的大径部162与侧壁部124形成为一体,大径部162的下表面位于比侧壁部124的下缘稍高的位置,前端侧的小径部161(轴套161)比侧壁部124的下缘(上外壳30一侧的端面)更朝上外壳30一侧突出。
在上壁部11中的与轴套161大致对角的位置以靠近安装部13的方式设有轴套部17。该轴套部17是从上壁部11朝上外壳30一侧的下方突出而形成的,其在长度方向上分两级缩小直径。轴套部17的前端侧成为直径比基部172的直径小的定位销171,该定位销171比侧壁部123更朝上外壳30一侧的下方突出。轴套部17的靠上壁部11一侧的基部172与侧壁部122及弧状壁部132之间用肋连接,提高了刚度。
此处,在实施方式中,从圆筒壁16延伸出的轴套161和轴套17的定位销171在盖10载置于上外壳30时分别嵌入上外壳30一侧的定位孔37a、定位孔39a(参照图6),从而使盖10定位于上外壳30。
如图5(b)所示,在盖10的正面侧与上述圆筒壁16相对应地形成有收容孔16b,在其底壁16c的中央处开设有通孔16a。底壁16c的上表面被设定为与凸缘部14的上表面相同的高度(参照图21)。
此处,盖10利用插通前方侧的通孔131a、131a和后方侧的通孔14a、16a的螺钉8(参照图1)旋紧固定于下外壳70。因此,在盖10的正面侧的收容孔16b中收容有插通通孔16a的螺钉8(参照图1)的头部。
如图5(a)所示,在侧壁部122、123、124的内表面侧形成有朝上壁部11一侧退避一定量的台阶部122a、123a、124a。设于侧壁部123的内表面的台阶部123a形成为也到达连接器避让部11b的内表面。此处,连接器避让部11b的角部11b1位于后述第一齿轮G1的大径齿轮91a的附近,因此,在连接器避让部11b处,台阶部123a在角部11b1中断,从而避免与大径齿轮91a干涉。
另外,在侧壁部122的设有突片部125的部分形成有追随着突片部125的形状的台阶部125a,设于侧壁部124的内表面的台阶部124a在圆筒壁16的部分中断。另外,台阶部122a、123a的前端到达上述弧状壁部132而终止。
图6是从齿轮电动机1的壳体7拆下盖10之后的状态的俯视图。图7是从图6所示的上外壳30的上表面拆下角度传感器150及第一齿轮G1后的状态的俯视图。另外,在该图中,为了容易了解形成于底座33的缺口42的形状,未图示出位于上外壳30下侧的下外壳70。图8是表示上外壳30的单体的立体图,图8(a)是从左斜后方观察上外壳30的靠盖10一侧的上表面的立体图,图8(b)是从左斜前方观察上外壳30的靠下外壳70一侧的下表面的立体图。图9是图6的X-X剖视图。图10是从下外壳70一侧观察上外壳30的仰视图,其是用双点划线表示组装于后述输出齿轮Gf的弹簧Sp的图。图11是图10的A-A剖视图。另外,图19是图6的A-A剖视图,其是说明将上外壳30载置于下外壳70的图。图20(a)是图6的B-B剖视图,图20(b)是图6的C-C剖视图,图21(a)是图6的D-D剖视图,图21(b)是图6的E-E剖视图。图22(a)是F-F剖视图,图22(b)是G-G剖视图。
如图8所示,上外壳30在外观上由头部31和减速齿轮组装设部32构成。头部31的上壁部310位于比形成减速齿轮组装设部32的上壁的底座33更靠盖10一侧的上方的位置。减速齿轮组装设部32俯视观察时呈大致矩形形状。在上壁部310的靠下外壳70一侧的周缘沿着其外周设有周壁部311,在底座33的靠下外壳70一侧的周缘也沿着其外周设有侧壁部322、323、324、325。侧壁部322、323通过后述弧状壁部351分别与周壁部311连接,上外壳30的下外壳70一侧由周壁部311、侧壁部322、323、324、325围住。
如图6所示,在上外壳30中,在底座33的靠盖10一侧的上表面沿着从周缘朝内侧偏移规定量的位置设有与盖10的台阶部相对应的凸缘342、343、344、345。另外,凸缘342、343、344、345的高度被设定为等于或稍小于盖10的台阶部122a~124a的深度(从下缘起的退避量)。此处,当举例说明壳体7的后方右侧的情况时,如图21(b)所示,凸缘343的高度ha被设定为等于或稍小于盖10的侧壁部123的台阶部123a的深度hb(ha≤hb)。
如图6所示,在上外壳30的盖10一侧,角度传感器150、第一齿轮G1的大径齿轮91a、小齿轮90位于上述头部31、凸缘342、343、344、345的内侧。
当将盖10载置于上外壳30时,盖10的侧壁部122~124与凸缘342、343、344、345嵌合,在该状态下,侧壁部122~124位于凸缘342、343、344、345的外侧而在前后方向及左右方向上对盖10和上外壳30进行定位。另外,盖10的侧壁部122~124的靠上外壳一侧的端面与凸缘342~344的外侧的侧壁部322~324的上表面(对接面)接触,以在上下方向上对盖10和上外壳30进行定位(参照图19~图22)。
如图6所示,在底座33的前方侧的两侧,在头部31与底座33的连接部分设有收容盖10的安装部13的缺口凹部310b。凸缘342、343的前端在到达缺口凹部310b的位置朝内侧折曲,形成缺口凹部310b的壁面的一部分并与弹簧支承部65连接。缺口凹部310b朝底座33的上表面开口,并沿着侧壁部322、323而朝下外壳70一侧的下方延伸,在该缺口凹部310b的下端具有作为旋紧部的底壁35,该底壁35形成有供螺钉8贯穿的通孔35a。底壁35的上表面位于侧壁部322、323的高度范围内,且设定为当使盖10与底座33的上表面重叠时与安装部13的底壁131的下表面抵接的高度(参照图20(a))。
上外壳30的作为旋紧部的底壁35在俯视观察时呈大致半圆形状,在底壁35的内部侧形成有作为外侧变位限制用的壁部的弧状壁部351,该弧状壁部351与沿径向变位的情况下的弹簧Sp(后述)的外径部位抵接。两个底壁35被设成使弧状的周缘彼此相对的朝向。通孔35a在该底壁35上形成于与盖10的底壁131、131的通孔131a、131a匹配的位置。
设于头部31的缺口凹部310b形成为朝中心侧(轴线Xa一侧)凹陷,俯视观察时,该缺口凹部310b呈与上述盖10的安装部13(弧状壁部132:参照图5)的形状匹配的弧状。在实施方式中,当盖10与上外壳30重叠时,弧状壁部132的外周与缺口凹部310b的内周大致无间隙地接触,弧状壁部132作为将盖10组装于上外壳30时的导向件起作用。
在底座33后方的左侧,在与盖10的通孔14a相对应的位置形成有沿厚度方向贯穿底座33的通孔36a。通孔36a位于将凸缘342和凸缘344连接的凸缘345的外侧,绕通孔36a的平面状的凸缘支承部36成为与盖10的凸缘部14抵接的抵接面。后述下外壳70的凸缘部89与该凸缘支承部36的与盖10相反一侧的面(下表面)抵接(参照图20(b)),凸缘支承部36成为到侧壁部322的与下外壳70的后述对接面为止的厚壁Wa。
如图6所示,底座33的后端右角部为与盖10相同的连接器避让部38,在沿着连接器避让部38的凸缘343、344附近的位置处与盖10的圆筒壁16相对应地设有定位轴套37。另外,底座33后端的凸缘344在定位轴套37的形成部位中断,其间的高度与定位轴套37的上端的高度相同。
定位轴套37从底座33朝盖10一侧隆起,并在底座33的下方延伸至侧壁部324的下端(与下外壳710的对接面)的高度(参照图21(a))。与从圆筒壁16延伸出的轴套161匹配的定位孔37a在定位轴套37的上端开口,在定位孔37a的从上端起与轴套161的长度相对应的深度位置具有间壁371。在定位轴套37上隔着间壁371形成有与下外壳70的后述立柱88匹配的定位孔37b,该定位孔37b在定位轴套37的下端开口。在间壁371上与盖10的通孔16a相对应地设有供螺钉8穿过的通孔371a,将该通孔371a、定位孔37a、37b设定成彼此的上下方向的轴心一致。此外,在底座33的背面的前方左侧,在上述底壁35的附近且比凸缘432更靠内侧的位置设有朝下外壳70一侧延伸的定位轴套39。定位轴套39具有定位孔39a,该定位孔39a与盖10的定位销171对应地在底座33的上表面开口,并贯穿至下端(参照图21(b))。定位孔39a具有与盖10的定位销171匹配的内径,在轴向上半部分收纳定位销171,在轴向下半部分收纳下外壳70的后述定位销87a(参照图21(b))。
在实施方式中,该定位孔39a和围住通孔371a的定位孔37a设于俯视观察时呈大致矩形形状的底座33中的大致对角位置,通过这些定位孔39a、定位孔37a与盖10一侧的定位销171及定位轴套161的嵌合来对盖10与上外壳30之间进行准确定位。
在底座33后方的左侧,在底座33的靠下外壳70一侧的面上安装有直流电动机2(参照图3),如图6所示,安装于直流电动机2的电动机轴3(参照图3)前端的小齿轮90位于底座33的靠盖10一侧的上表面。配置于底座33的靠右位置的第一齿轮G1的大径齿轮91a与该小齿轮90啮合,以将直流电动机2的输出旋转经由小齿轮90而传递至第一齿轮G1。
如图7所示,在底座33中,在小齿轮90的附近形成有电动机安装孔40a、40b,直流电动机2利用插通电动机安装孔40a、40b的螺钉9(参照图6)安装于底座33的靠下外壳70一侧的面。另外,电动机安装孔40a为俯视观察时呈长圆形的长孔,能在周向上调节直流电动机2来对直流电动机2进行定位。
另外,如图5(a)所示,在盖10的上壁部11中,在上外壳30一侧的背面形成有避免与小齿轮90干涉的避让孔15和供第一齿轮G1的第一支承轴S1插入的轴孔21。
如图6及图7所示,底座33的直流电动机2的安装部附近设有缺口42。缺口42朝凸缘342一侧的侧方开口,凸缘342以缺口42为边界划分为前方侧的凸缘342a和后方侧的凸缘342b。如图8所示,凸缘342a、342b分别在到达缺口42的位置朝下外壳70一侧折曲,形成缺口42的壁面的一部分并朝下外壳70一侧延伸。上述盖10的突片部125与该缺口42相对应,被设定成在使盖10与上外壳30重叠时,突片部125的下端位于侧壁部322的高度方向的大致中间位置(参照图22(b))。
缺口42被设成在厚度方向上贯穿底座33,以使隔着底座33的上下空间连通。在实施方式中,从角度传感器150延伸出的配线W穿过该缺口42而被拉入下外壳70内,在下外壳70内,配线W被锡焊于后述基板100(参照图13)。
俯视观察时的缺口42的开口面积被设定为使后述角度传感器150(基板151)不能通过的大小。但是,在底座33中,缺口42是朝侧壁部322一侧的侧方开口而形成的,因此,即便在配线W的一端和另一端预先锡焊于基板151、100的情况下,也能通过从侧壁部322一侧朝缺口42内插入配线W而不对设置角度传感器150产生阻碍。因此,俯视观察时的缺口42的开口面积被设定为仅能供配线W穿过的最小尺寸,比角度传感器150的投影面小。
如图6及图8所示,在底座33的前方侧,后述第四齿轮G4的支承轴套64被设成与头部31相邻,在该支承轴套64的左右两侧设有用于对后述弹簧Sp的一端部Sp1(参照图2)进行支承的弹簧支承部65、65。在底座33上,支承轴套64和弹簧支承部65、65是朝盖10一侧的上方突出而形成的,这些支承轴套64和弹簧支承部65、65用从底座33的上表面立起的肋67连接。
如图8(b)及图10所示,在支承轴套64和弹簧支承部65、65的靠下外壳70一侧的下表面上形成有轴孔64a和卡定槽65a、65b,其中上述轴孔64a将第四齿轮G4的第四支承轴S4的上端支承成能旋转,上述卡定槽65a、65b使弹簧Sp的一端部Sp1卡定。卡定槽65a、65b与构成输出齿轮收容室的凹部335连通。
在底座33上与第四齿轮G4相关联地配置有角度传感器150(参照图3)。如图6所示,角度传感器150在印刷有配线的刚性的基板151上设置有电位计135,该角度传感器150是使感器齿轮137的上侧的轴138a从下方贯穿基板151和电位计135而构成的(参照图3)。另外,上侧的轴138a及后述的下侧的轴138b与传感器齿轮137为一体。
如图5(a)所示,在盖10的上壁部的前方侧形成有按压轴套18、19和支承轴套20,其中上述按压轴套18、19用于固定角度传感器150,上述支承轴套20将传感器齿轮137的轴138a插入轴孔20a并将其支承成能旋转。另外,按压轴套18、19、支承轴套20以及上述轴套部17、圆筒壁16是在盖10树脂成型时一体形成的。后述上外壳30及下外壳70中的各支承轴套及其它轴套也同样是在上外壳30及下外壳70树脂成型时一体形成的。
第四齿轮G4及角度传感器150会在下面进行详细说明。
如图7及图8(a)所示,在底座33的前方侧以在底座33的宽度方向上隔开间隔的方式设有比底座33的上表面进一步凹陷的凹部331、332。在这些凹部331、332上分别朝上方隆起地形成有用于载置角度传感器150的基板151的第一支承台49及第二支承台51。在第一支承台49的上表面上设有销50,在第二支承台51的上表面上设有两根销52、53。
在基板151(参照图6)上设有与上述销50、52、53相对应的销孔152、153、154,通过将销50、52、53嵌入销孔152、153、154来定位角度传感器150。
在第一支承台49与第二支承台51之间以沿厚度方向贯穿底座33的方式设有供角度传感器150的传感器齿轮137插通的插通孔55,对传感器齿轮137的下侧的轴138b进行支承的支承轴套56位于该插通孔55的中央部。如图7及图9所示,支承轴套56设于从底座33的靠下外壳70一侧的下侧朝插通孔55的中心侧隆起的隆起部57的前端,传感器齿轮137的轴138b被形成于支承轴套56的轴孔56a支承成能旋转。
如图7所示,第四齿轮G4的小径齿轮94b向插通孔55内探出,传感器齿轮137被设成与该小径齿轮94b啮合。
在底座33的凹部332与侧壁部322之间设有俯视观察时呈大致矩形形状的配线收容部336。配线收容部336形成为比底座33的靠盖10一侧的上表面更朝下方凹陷的凹状,在该配线收容部336中收容有从角度传感器150的基板151延伸出的配线W(参照图6)。此处,如图6所示,基板151的靠侧壁部322一侧的端部被设成到达配线收容部336的上方,配线W在基板151的位于配线收容部336上的部分处通过锡焊与上外壳30一侧的背面连接。因此,配线W朝靠盖10一侧的上方的移动被基板151限制,从而避免配线W从配线收容部336大幅露出而与位于配线收容部336附近的第一齿轮G1(大径齿轮91a)干涉。
如图8(b)及图10所示,也在上外壳30的周壁部311及侧壁部322、323、324的下端面(与下外壳70的对接面)上除了周向规定部位之外的位置设置凸缘431、432、433、434。凸缘431、432、433、434从离开周壁部311及侧壁部322、323、324的外周面规定量的内侧位置朝下外壳70一侧的下方延伸出规定高度。凸缘431、432、433、434的内侧面与周壁部311及侧壁部322、323、324的内表面一致,即凸缘431、432、433、434的内侧面形成将周壁部311及侧壁部322、323、324的内表面延伸的形态。例如,在图21(b)的情况下,凸缘343的内侧面和凸缘433的内侧面被设成沿着在底座33的正交方向上延伸的假想线Im2。
如图8所示,在上外壳30的靠盖10一侧的面上,使凸缘344在后部的定位轴套37的形成部位中断,因此,能尽量使定位轴套37靠近底座33的周缘并确保定位轴套37的上端面的面积,从而能提高与圆筒壁16的大径部162抵接的状态下的螺钉旋紧力。凸缘支承部36也在比凸缘345更靠外周侧的位置确保较大的面积,并在高度方向上形成厚壁Wa,使从侧壁部324的靠盖10一侧的对接面到下外壳70一侧的对接面为止的厚度变大,因此,经得住较大的螺钉旋紧力。设于上外壳30的前方侧的左右的底壁35也在高度方向上具有规定的厚度。即,以缺口凹部310b的底壁35的通孔35a为中心的规定面积部分被设为厚壁,该厚壁部使凸缘432、433中断而沿着侧壁部322、323的外周面朝与凸缘432、433的下缘相同或稍靠下方的位置延伸。此处,作为螺钉8的旋紧部的左右的底壁35和凸缘支承部36在高度方向上具有规定的厚度,因此,能提高螺钉的旋紧转矩。
如图10所示,在底座33的靠下外壳70一侧的面上,前后方向的大致中央部成为设置减速齿轮组5的区域T1,该区域T1的后方侧成为设置直流电动机2的区域T2,前方侧成为设置输出齿轮Gf的区域T3。
此外,在底座33的后方右侧为了避免与连接器95的干涉而成为俯视观察时凹陷为大致矩形的连接器避让部38,沿着该连接器避让部38的外周形成有俯视观察时呈大致L字形状的侧壁部325。凸缘433a即便在连接器避让部38处也朝着从侧壁部325的与下外壳70的开口缘的对接面突出的方向延伸。
此处,区域T3朝比区域T1更靠远离观察者一侧(上方侧)的位置大幅凹陷,在作为区域T3的底壁的上壁部310的中央处形成有沿着厚度方向贯穿上壁部310的开口334。在该开口334的径向外侧形成有以规定间隔围住该开口334的齿轮支承壁45。后述输出齿轮Gf的圆筒状的轴部256以能旋转的方式支承于齿轮支承壁45的内侧,与该输出齿轮Gf连接的输出构件200穿过开口334而朝壳体7的外部突出(参照图9)。
如图10所示,在上壁部310的内表面上,加强用的肋47(471~478)从齿轮支承壁45的外周呈放射状地延伸。加强用的肋47(471~478)在绕着开口334的中心轴(轴线Xa)的周向上等间隔地设有多个。对弹簧Sp的变位进行限制的导向片46(461~465)与加强用的肋47(471~478)中的前方侧的肋471~475连接。导向片461~465沿着周壁部311在高度方向上延伸,在导向片461~465的内径端461b~465b与齿轮支承壁45的外周面45a之间确保有用于配置弹簧Sp的间隙St(弹簧收容空间)(参照图11)。
俯视观察时的导向片461~465(内径端461b~465b)的内接圆(参考图中由符号Im1表示的虚圆)的直径被设定得比自由状态下的弹簧Sp的线圈外径大。此外,齿轮支承壁45的外径被设定成比输出齿轮Gf旋转至盖体的全闭位置而将弹簧Sp卷紧时的线圈内径小,在输出齿轮Gf的旋转过程中,弹簧Sp不会卷绕于齿轮支承壁45。藉此,能将弹簧Sp在自由状态下无障碍地放入弹簧收容空间(间隙St)。如图11所示,这些导向片46(461~465)的上端与头部31的凸缘431的上端一致,在导向片46(461~465)的上端侧设有倾斜面461a~465a。倾斜面461a~465a与上壁部310的下表面310a之间的距离h随着朝向轴线Xa侧而变短,倾斜面461a~465a作为将弹簧Sp插入间隙St时的导向件起作用。
俯视观察时后方侧的加强用的肋476~478在齿轮支承壁45的径向上延伸,轴孔64a位于肋477的延长线上。另外,起到了与上述导向片46相同功能的弧状壁部351以与弹簧Sp相对的方式位于其余的肋477、478的延长线上。如图10所示,在弧状壁部351的靠下外壳70一侧的前端(下端)设有倾斜面351a,该倾斜面351a也作为将弹簧Sp插入间隙St时的导向件起作用。另外,弧状壁部351的外周与绕轴线Xa的周向上的卡定槽65a、65b的一方侧缘一致,弹簧Sp的一端部Sp1沿着该弧状壁部351而被引导至卡定槽65a、65b内。
此处,如图9所示,与输出齿轮Gf啮合的第四齿轮G4的小径齿轮94b为了也与安装于上外壳30的底座33的上表面侧的角度传感器150啮合而朝上方延伸,并从轴线Xa的径向面向弹簧收容空间St内,弹簧Sp的基部(线圈部分)处于与第四齿轮G4的小径齿轮94b相对的状态。此处,如上所述,弹簧Sp的线圈内径比齿轮支承壁45的外径大,因此,在它们之间产生游隙,弹簧Sp朝后方(图10中为右侧)变位时可能会与第四齿轮G4的小径齿轮94b干涉。
因此,如图10所示,围住底壁35的弧状壁部351朝凹部335内突出的突出量被设定成:在上述条件下,当弹簧Sp朝后方(图中右侧)变位而与弧状壁部351抵接时,在弹簧Sp与第四齿轮G4的小径齿轮94b(参照图中假想线)之间残留有规定的间隙。即,弧状壁部351、具体而言是弧状壁部351的与弹簧Sp相对的内侧外周面形成为弹簧Sp的外侧变位限制用的壁部。即使在该条件下,依然假定在齿轮支承壁45的外周面与其它导向片46(461~465)之间以具有间隙的方式配置有自由状态下的弹簧Sp。
另外,弧状壁部351沿着弹簧Sp的高度(长度)的大部分范围朝下外壳70一侧的下方延长,以使无论弹簧Sp的高度方向上的哪个部位变位,均能与弧状壁部351抵接,因此,底壁35(以及安装部13的底壁131)相对于盖10的上壁部11的位置比后部的凸缘部14等低(参照图20(a)、图20(b))。
此外,作为其它手段,也可按如下方式设定齿轮支承壁45的外径,并将齿轮支承壁45用作弹簧Sp的内侧变位限制用的壁部:在输出齿轮Gf的旋转范围中即使弹簧Sp卷紧到最小直径时也不卷绕到齿轮支承壁45这样的条件下,当弹簧Sp朝后方变位而使线圈内径的前部与齿轮支承壁45抵接时,在弹簧Sp与第四齿轮G4的小径齿轮94b(参照图中假想线)之间残留有规定的间隙。
如图10所示,沿着头部31的周缘设置的凸缘431与俯视观察时底壁35、35的前方侧连接。该凸缘431是从底座33朝下外壳70一侧突出而形成的,使比头部31的外周更靠内侧的部分沿着头部31的周缘延伸。当上外壳30与下外壳70重叠时,后述下外壳70的侧壁部721与该凸缘431嵌合而定位(参照图19(b))。
如图10所示,在底壁35、35的后方侧还设有沿着底座33的左侧的侧缘呈直线状延伸的侧壁部322和沿着底座33的右侧的侧缘延伸的侧壁部323。使底座33的后端在宽度方向上延伸的侧壁部324与侧壁部322的后方侧连接,该侧壁部324与侧壁部322的连接部分将凸缘432a、434中断,切削两侧壁部的内表面侧而形成沿着直流电动机2外周的呈弧状的内周面324a,以确保直流电动机2的收容部。设于底座33的连接器避让部38部分的侧壁部325朝比其它侧壁部322、323、324更靠下外壳70一侧的下方侧的位置延伸,并以当上外壳30与下外壳70重叠时到达后述基板100的长度形成。
侧壁部323的凸缘433形成为到达该侧壁部325的部分,并被设成在该侧壁部325的部分从侧壁部325朝前方侧和下外壳70一侧的下方突出(参照图中的符号433a,也参照图8(b))。底座33后方侧的凸缘434也是形成为到达侧壁部325,并被设成在该凸缘434从侧壁部325朝左方侧和下外壳70一侧突出(参照图中符号434a,也参照图8(b))。
如图10所示,底座33的左侧的凸缘432的比底座33的外周更靠内侧的部分沿着底座33的长度方向延伸至缺口42。凸缘432也设于隔着缺口42的相反一侧,并形成为到达电动机安装孔40b的侧方(参照图中符号432a)。在缺口42的部分,凸缘432、432a朝盖10一侧的上方折弯,与从底座33上表面的凸缘342a、342b朝下方折弯的凸缘相连(参照图8)。
如图10及图8所示,在底座33后方侧的与上述通孔371a相对应的位置形成有朝下外壳70一侧突出的圆柱形状的定位轴套37。在该定位轴套37的中央处以围住该通孔371a的方式形成有凹状的定位孔37b。
在底座33的下外壳70一侧的下表面,在与该定位轴套37大致对角的位置以靠近底壁35的方式设有定位轴套39。该定位轴套39以比凸缘432稍低的高度形成,在其中央处形成有定位孔39a。
如图10所示,在底座33的靠下外壳70一侧的下表面还沿着缺口42的侧缘设有壁部421。此处,在底座33的靠下外壳70一侧(图10中靠近观察者的一侧)的面上,减速齿轮组5的第三齿轮G3位于缺口42的附近(参照图中假想线)。在实施方式中,设有通过缺口42而将基板100和角度传感器150连接的配线W(参照图6)。因此,壁部421设置在从缺口42的前方侧的侧缘到右方侧的侧缘为止的范围内,即壁部421沿着缺口42中的靠设置第三齿轮G3的区域T1一侧的侧缘设置,以防止配线W与减速齿轮组5(第三齿轮G3)干涉。另外,壁部421朝下外壳70一侧的下方延伸,并以到达后述设于下外壳70的基板100的附近的长度形成。
另外,为了防止配线W与第三齿轮G3干涉,壁部421从盖10一侧的上方观察时只要延伸至比配置于距缺口42最近的位置的第三齿轮G3的大径齿轮93a更靠基板100一侧的下方的位置即可,即便在壁部421与基板100之间产生间隙也无妨,只要该间隙能防止配线W通过而到达第三齿轮G3一侧。
以下,对齿轮等的上外壳30一侧的支承部进行说明。如图8(b)及图10所示,在上外壳30的底座33上,用于供直流电动机2的上端部2a嵌入的电动机轴用的电动机轴孔41在下外壳70一侧的面的后方侧开口。另外,直流电动机2通过将上端部2a嵌入电动机轴孔41来对嵌入电动机轴3的小齿轮90进行定位(参照图3)。
在该电动机轴孔41的前方侧设有供第一齿轮G1的小径齿轮91b贯穿的齿轮通孔61。在从齿轮通孔61观察时靠近插通孔55的位置,朝下外壳70一侧突出地形成有对第二齿轮G2进行支承的支承轴套62,此外,在其前方侧形成有对第四齿轮G4进行支承的轴孔64a。在从底座33朝插通孔55一侧的内侧隆起而形成的隆起部57上,以朝下外壳70一侧突出的方式形成有支承第三齿轮G3的支承轴套63。
支承轴套62具有供第二齿轮G2的第二支承轴S2的上端插入的轴孔62a,支承轴套63具有供第三齿轮G3的第三支承轴S3的上端插入的轴孔63a,支承轴套具有供第四齿轮G4的第四支承轴S4的上端插入的轴孔64a。
[下外壳]
接着,对下外壳70一侧的齿轮等的支承部进行说明。图12是下外壳70的立体图,图12(a)是从左侧的斜上方观察下外壳70的立体图,图12(b)是从右斜下方观察下外壳70的立体图。图13是从上外壳30一侧观察下外壳70的俯视图,其是与下外壳70一起示出了连接器95和基板100的图。另外,在图13中,印刷于基板100的背面的配线用虚线表示。
如图12所示,下外壳70具有底壁71和沿着底壁71的外周设置的侧壁部72(721、722、723、724),在侧壁部72的内侧设有直流电动机2、减速齿轮组5、输出齿轮Gf。
在下外壳70的侧壁部72(721~724)的上缘上,在除了周向的规定部位之外的内侧面上与上外壳30的凸缘43(431、432、433、434)相对应地形成有朝底壁71一侧退避一定量的台阶部721a~724a。在下外壳70的后方左侧的角部,切削侧壁部722、724的内表面侧来减小台阶部722a、724a的宽度,以确保直流电动机2的收容部(参照图13)。在侧壁部722的长度方向的中途位置,在与上述上外壳30的缺口42对应的位置以朝上外壳30一侧突出的方式形成有突片部725。
底壁71的前后方向的大致中央部成为设置减速齿轮组5的区域T1,该区域T1的后方侧成为设置直流电动机2的区域T2,前方侧成为设置输出齿轮Gf的区域T3。此外,底壁71的后方右侧成为设置连接器95的区域T4(连接器安装部)。此处,区域T2~区域T4比区域T1进一步凹陷,在构成区域T2的凹部71a的中央处以朝上方突出的方式形成有位置限制部78。如图3所示,该位置限制部78是为了在将直流电动机2固定于底座33的螺钉9松开的情况下、不使直流电动机2的上端部2a从电动机轴孔41脱离而设置的。
俯视观察时凹部71a呈与直流电动机2的外形相对应的大致圆形,俯视观察时呈大致矩形的凹部71b从该凹部71a的侧壁部722一侧沿着侧壁部722而朝前方侧延伸。该凹部71b延伸至上述上外壳30的缺口42的正下方位置。
如图13所示,在下外壳70的后方侧以横跨区域T2和区域T4的方式设有基板100。在该基板100的背面印刷有配线100a~100e。连接器95的各端子95a~95e通过锡焊与这些配线100a~100e的一端连接。连接器95的各端子95a~95e朝上外壳30一侧的上方延伸,与连接器95连接的相对侧构件从上外壳30一侧与连接器95连接。
另外,在配线100a~100c的另一端锡焊着从上述角度传感器150延伸出的配线W,在配线100d、100e的另一端锡焊着从直流电动机2突出的连接端子25、25。此处,配线W和直流电动机2的连接端子25、25在区域T2的凹陷(凹部71b、71a)内锡焊于基板100的背面。
在配线W与基板100的配线100a~100c的连接部上,从上外壳30的缺口42的周缘朝下外壳70一侧延伸的壁部421与基板100的靠上外壳一侧的上表面抵接,被从上外壳30一侧朝基板100拉出的配线W不与设于下外壳70内的减速齿轮组(第三齿轮G3)接触。
在底壁71的区域T1中,支承第一齿轮G1的支承轴套81是朝上外壳30一侧的上方突出而形成的。该支承轴套81被设成靠近凹部71a,并具有将第一齿轮G1的第一支承轴S1的下端支承成能旋转的轴孔81a。
此外,在区域T1的比支承轴套81更靠前方侧的位置以朝上方突出的方式形成有支承第二齿轮G2的支承轴套82,该支承轴套82具有将第二齿轮G2的第二支承轴S2的下端支承成能旋转的轴孔82a。
在区域T1的支承轴套82的左侧和前方以朝上方突出的方式形成有支承第三齿轮G3的支承轴套83和支承第四齿轮G4的支承轴套84,支承轴套83具有将第三齿轮G3的第三支承轴83的下端支承成能旋转的轴孔83a,支承轴套84具有将第四齿轮G4的第四支承轴S4的下端支承成能旋转的轴孔84a。
在区域T1中,支承轴套84位于底壁71的宽度方向(左右方向)的大致中央,并被设成与构成区域T3的凹部71d接触。
如图13所示,俯视观察时凹部71d呈大致圆形,在其中央部以沿厚度方向贯穿底壁71(凹部71d)的方式形成有开口71d1,该开口71d1供与输出齿轮Gf连接的输出构件210插通。在凹部71d中,以围住该开口71d1的方式立设有齿轮支承部79,在该齿轮支承部79的内侧以能旋转的方式支承有输出齿轮Gf的筒状的轴部255(参照图3)。
在实施方式中,用齿轮支承部79的后方侧的支承轴套84将第四齿轮G4支承成能旋转,在齿轮支承部79上设有用于避免与第四齿轮G4的大径齿轮94a干涉的缺口79b,齿轮支承部79在俯视观察时呈大致C字形状。
此处,上述上外壳30的头部31延伸得比底座33高,头部31的周壁部311与下外壳70的底壁71间(参照图19(b):距离L)较长,因此,构成输出齿轮Gf的上下轴承的齿轮支承壁45和齿轮支承部79分别能确保较大的轴向尺寸。
在齿轮支承部79的周围呈放射状地设有从该齿轮支承部79的外周朝径向外侧呈直线状延伸的肋791~796。这些肋791~796中的从缺口部79b之间朝径向延伸的肋796以与底壁71的区域T1相同的高度形成,支承轴套84位于肋796的延长上。另外,其余的肋791~795以规定间隔设于齿轮支承部79的前方侧,并且为了避免与输出齿轮Gf的限位部257干涉而以轴线Xa方向上的齿轮支承部79的大致一半的高度形成(参照图19(a)、图19(b))。
如图13所示,在肋791与肋796之间和肋796与肋795之间设有俯视观察时呈大致コ字形状的限制块801、802。限制块801、802是从与侧壁部721、722、723一体形成的固定用轴套861、862的外周朝齿轮支承部79一侧(轴线Xa一侧)突出而形成的,限制块801、802的前方侧的面801a、802a成为对输出齿轮Gf的绕轴线Xa旋转的旋转范围进行限定的限位面。限位面(面801a、802a)是沿着通过轴线Xa的齿轮支承部79的经线而设置的,并且是为了与后述输出齿轮Gf的限位部257抵接,以对输出齿轮Gf的绕轴线Xa旋转的旋转范围和使传感器齿轮137与第四齿轮G4的小径齿轮94b啮合时的输出齿轮Gf的初期位置进行限定而设置的。
另外,限制块801、802的高度被设定成使其上端面与支承于支承筒的输出齿轮Gf的齿部的下端面之间的间隙比弹簧的线径小,即便因某些原因而导致弹簧被切断,该弹簧的切断片也不会进入间隙而形成锁定状态。另外,以同样的目的,如图11所示,上述凸缘431与设于后述输出齿轮Gf的外周的齿部的靠凸缘431一侧的下表面之间的间隙h1被设定成比构成弹簧Sp的线状构件的截面直径d小。
如图13所示,固定用轴套861、862被设成从底壁71朝上外壳30一侧的上方突出,并是以与侧壁部721、722、723的台阶部721a、722a、723a相同的高度从该侧壁朝内侧突出而形成的。在该固定用轴套861、862上的与上外壳30的通孔35a匹配的位置形成有螺纹孔861a、862b。
当使上外壳30与下外壳70重叠时,上外壳30的底壁35的下表面与固定用轴套861、862的上端面抵接。固定用轴套861、862的上端面与台阶部721a、722a、723a高度相同或比台阶部721a、722a、723a稍低,并切开侧壁部722、723的上缘而延伸至其外周面,以当使上外壳30与下外壳70重叠时与缺口凹部的底壁35的下表面抵接(参照图13:符号722b、723b)。因此,用包括该切开的部分的固定用轴套861、862的整个上表面支承上外壳30的底壁35,并且将底壁35保持在位于缺口部722b、723b两侧的侧壁部721、722、723之间。
如图12及图13所示,下外壳70的后端左角部的外周71e俯视观察时形成为沿着收容于下外壳70的直流电动机2的外周的圆弧状,在上外壳30一侧形成有凸缘部89。该凸缘部89形成为与上外壳30的凸缘支承部36相同程度的厚壁,并在与上外壳30的通孔36a相对应的位置设有在该凸缘部89的上表面开口螺纹孔89a(参照图20(b))。
在侧壁部722上,在固定用轴套862的附近设有圆柱形状的定位部87,该定位部87与侧壁部722一体地以与台阶部722a相同的高度形成。在定位部87的中心以朝上外壳30一侧的上方突出的方式形成有定位销87a,该定位销87a设于与上外壳30的定位孔39a匹配的位置。另外,如图21(b)所示,定位部87也从底壁71朝下方突出规定量,从上端附近延伸出的孔87b在其下端开口。孔87b能用于将齿轮电动机1安装于盖体。
此外,如图12及图13所示,在底壁71中的与定位销87a大致对角的位置设有圆筒形状的立柱88。该立柱88被设成从底壁71朝上外壳30一侧的上方延伸,并具有与上外壳30的定位孔37b的内径匹配的尺寸(参照图21(a))。此外,在立柱88上的与上外壳30的通孔371a匹配的位置设有螺纹孔88a。立柱88被设定成上端的高度在使上外壳30与下外壳70重叠时成为定位轴套37的间壁371的下表面的位置,并用肋724b(参照图12(b)))与侧壁部724连接以提高刚度。
当组装上外壳30和下外壳70时,通过将下外壳70的定位部87的定位销87a和立柱88插入上外壳30的定位轴套39的定位孔39a和定位轴套37的定位孔37b,将上外壳30定位于下外壳70。
[减速齿轮组]
接着,对减速齿轮组5的各齿轮(第一齿轮G1~第四齿轮G4)和输出齿轮Gf的结构进行说明。如图3所示,第一齿轮G1具有沿着轴线X1延伸的小径齿轮91b和设于该小径齿轮91b的一端的大径齿轮91a,大径齿轮91a形成于小径齿轮91b的靠盖10一侧的一端。在第一齿轮G1中,供第一支承轴S1插通的插通孔91c是贯穿大径齿轮91a和小径齿轮91b而形成的。第一支承轴S1的两端支承于盖10的轴孔21和下外壳70的支承轴套81(轴孔81a),套设于该第一支承轴S1的第一齿轮G1被设成能绕轴线X1旋转。
小径齿轮91b被设成贯穿设于上外壳30的底座33的齿轮通孔61,大径齿轮91a位于上外壳30与盖10之间的空间Su内。直流电动机2的小齿轮90也位于该空间Su内,大径齿轮91a与该小齿轮90啮合。
在上外壳30与下外壳70之间的空间Sd内,在靠近上外壳30的底座33的上侧,第二齿轮G2的大径齿轮92a与第一齿轮G1的小径齿轮91b啮合。
第二齿轮G2具有沿着轴线X2延伸的小径齿轮92b和以能相对旋转的方式组装于该小径齿轮92b的大径齿轮92a,在大径齿轮92a与小径齿轮92b之间的旋转驱动力的传递是经由位于它们之间的棘轮机构(转矩限制器T)而进行的。
在小径齿轮92b上以贯穿的方式形成有供第二支承轴S2插通的插通孔92c。第二支承轴S2的两端支承于上外壳30的支承轴套62(轴孔62a)和下外壳70的支承轴套82(轴孔82a),套设于该第二支承轴S2的第二齿轮G2被设成能绕轴线X2旋转。
图14是说明第二齿轮G2的转矩限制器T的图。如图14所示,大径齿轮92a具有有底圆筒形状的基部921,在该基部921的外周形成有与第一齿轮G1的小径齿轮91b啮合的齿部92a1。从轴线X2的轴向观察,大径齿轮92a在其内周具有凸轮面922,从小径齿轮92b的基部925延伸出的臂926与该凸轮面922卡合。臂926沿着小径齿轮92b的基部925的外周朝周向延伸,在实施方式中,在绕轴线X2的周向上共设有三个臂926。臂926的前端侧设有朝径向外侧突出的爪927,该前端侧能朝内径侧弹性变形,藉此,形成转矩限制器T,该转矩限制器T通常处于锁定状态,小径齿轮92b和大径齿轮92a一体旋转,但在大径齿轮92a与小径齿轮92b之间施加了规定量以上的相对旋转转矩时,臂926弹性变形,爪927在凸轮面922上滑动而相对旋转。上述规定量以上的相对旋转转矩设定为比能抬起盖体的转矩更大的转矩。
另外,大径齿轮92a的凸轮面922中的在小径齿轮92b朝一方向旋转的情况下与爪927卡合的面的(相对于以小径齿轮92b的旋转中心(X2)为中心的圆周的)倾斜度较小,上述一方向是指臂926从基部925延伸的方向(图10的逆时针方向),且大径齿轮92a的凸轮面922中的在小径齿轮92b朝另一方向旋转的情况下与爪927卡合的面的倾斜度较大,上述另一方向是指与臂926从基部925延伸的方向相反的方向(图10中的顺时针方向)。因此,臂926弹性变形而爪927在凸轮面922上滑动相对旋转的转矩无论小径齿轮92b的旋转方向如何都是相同的
在第二齿轮G2的小径齿轮92b上以与设有臂926的基部925相邻的方式设有筒状的轴部928,在该轴部的外周形成有与第三齿轮G3的大径齿轮93a啮合的齿部92b1。
第三齿轮G3具有大径齿轮93a和小径齿轮93b,在其中心部形成有供第三支承轴S3插通的插通孔93c。第三支承轴S3的两端支承于上外壳30的支承轴套63和下外壳70的支承轴套83,套设于该第三支承轴S3的第三齿轮G3被设成能绕轴线X3旋转。小径齿轮93b位于比大径齿轮93a更靠底壁71一侧的下方位置,第四齿轮G4的大径齿轮94a与小径齿轮93b的外周啮合。
第四齿轮G4具有沿着轴线X4延伸的小径齿轮94b和设于该小径齿轮94b的一端的有底圆筒形状的大径齿轮94a,在其中心部以贯穿小径齿轮94b和大径齿轮94a的方式形成有供第四支承轴S4插通的插通孔94c。
第四支承轴S4的两端支承于上外壳30的支承轴套64和下外壳70的支承轴套84,套设于该第四支承轴S4的第四齿轮G4被设成能绕轴线X4旋转。
在大径齿轮94a的外周形成有与第三齿轮G3的小径齿轮93b啮合的齿部,在小径齿轮94b的外周在长度方向的全长范围内形成有与输出齿轮Gf和传感器齿轮137啮合的齿部。
[输出齿轮]
图15是说明输出齿轮Gf的图,图15(a)是立体图,图15(b)是从盖10一侧观察到的俯视图,图15(c)是从下外壳70一侧观察到的仰视图,图15(d)是图15(c)的A-A剖视图。
输出齿轮Gf具有筒状的轴部250和以规定间隔围住该轴部250的筒状部251,轴部250和筒状部251是通过从轴部250的一端朝径向延伸的连接壁253和从轴部250的外周呈放射状延伸的加强壁254而连接的。
在轴部250的靠下外壳70一侧的下方设有直径比轴部250的直径小的筒状的轴部255,该轴部255被设于下外壳70的齿轮支承部79支承成能旋转。轴部255的内周成为与输出构件210嵌合的嵌合孔255c,该嵌合孔255c在用下外壳70支承输出齿轮Gf时,在该下外壳70的开口71d1内开口。从轴向观察时,在嵌合孔255c的内部形成有彼此平行的两个面即对边距255a、255a,在该对边距255a、255a的大致中央处形成有键槽255b、255b。
在轴部250的与轴部255相反的一侧设有直径比轴部255的直径大的轴部256,该轴部256被设于上外壳30的齿轮支承壁45支承成能旋转。轴部256的内周成为与输出构件200嵌合的嵌合孔256c,该嵌合孔256c在用上外壳30的齿轮支承壁45支承轴部256时,在上外壳30的开口334内开口。在该嵌合孔256c的内部形成有彼此平行的两个面即对边距256a、256a,在该对边距256a、256a的大致中央处形成有键槽256b、256b。
如图1及图3所示,在轴部255、256上分别通过内嵌而以一体旋转的方式安装有输出构件200、210。输出构件200、210的基本形状为圆筒并是树脂制或金属制的,输出构件200、210在轴向大致中央处残留规定宽度的嵌合部201、211,并分别在外周的上部和下部包括平行的两个面即对边距部。输出构件200、210具有与上述轴部255、256的对边距255a、255a、256a、256a相对应的对边距部和与键槽255b、255b、256b、256b相对应的突条,并在绕轴线Xa的相对于轴部255、256的相对旋转被限制的状态下压入轴部255、256。
如图15所示,在筒状部251的外周形成有与上述第四齿轮G4的小径齿轮94b啮合的齿部251a,并形成有作为输出轴的输出齿轮Gf的齿轮。此外,还设有从轴向观察时呈扇形的限位部257。限位部257是从筒状部251朝下外壳70一侧的下方突出而形成的筒状构件,其弧状外周面257c位于连接齿部251a的外周的虚线Im3上(参照图15(c))。限位部257具有:沿着齿部251a的外径的弧状外周面257c及靠近基部的弧状内周面257d;以及将弧状外周面257c和弧状内周面257d连接、面向周向沿着从轴心延伸的经线的抵接面257e、257f,限位部257从齿部251a的上端朝轴向下方延伸并从齿部251a的下端突出规定量h。限位部257具有在其上端开口并在轴向上延伸出规定量的弹簧支承孔257a,将比弹簧支承孔257a更靠下方的部分形成为减重孔257b。套设于输出齿轮Gf的轴部256而安装的弹簧Sp的另一端部Sp2被插入弹簧支承孔257a。因此,限位部257还成为供弹簧Sp的另一端部Sp2插入并对其加以保持的弹簧保持部。
接着,对壳体7的减速齿轮组5(第一齿轮G1~第四齿轮G4)、输出齿轮Gf、弹簧Sp的组装进行说明。
为了组装减速齿轮组5,首先,在将下外壳70载放在组装台上的状态下,将除了第一齿轮G1之外的各齿轮G2~G4的支承轴S2~S4的下端插入下外壳70的底壁71上的对应的轴孔82a、83a、84a。接着,将各支承轴S2~S4插入各齿轮G2~G4的插通孔92c~94c。此时,在使大径齿部92a~94a及小径齿轮92b~94b与相邻齿轮的对应齿部啮合的状态下,对各齿轮G2~G4进行组装。
当减速齿轮组5的第二齿轮G2至第四齿轮G4的组装完成时,进行输出齿轮Gf的组装。
实施方式的齿轮电动机1能与盖体的转轴的一端和另一端中的任一端连接。如上所述,驱动盖体绕水平轴(转轴)转动,齿轮电动机1从水平轴的径向观察时存在与该水平轴的右侧连接的情况和与该水平轴的左侧连接的情况,这是由于在与右侧连接的情况和与左侧连接的情况下使盖体朝打开位置一侧驱动时的输出齿轮Gf的旋转方向相反的缘故。因此,准备了线圈部的卷绕方向不同的两种弹簧Sp,根据齿轮电动机1安装于盖体的转轴的一端和另一端中的哪一端,选择合适的弹簧,并将其安装于输出齿轮Gf。这是因为以下缘故:在将齿轮电动机1与盖体的转轴的一端连接的情况和将齿轮电动机1与另一端连接的情况下,输出齿轮Gf在盖体的自重作用下动作的方向(关闭方向)相反,分别为顺时针方向和逆时针方向,由弹簧Sp产生的作用力的方向不同。
图16是说明弹簧Sp的组装位置的图,其是对按照当输出齿轮Gf朝图中逆时针方向旋转时盖体被从全闭位置驱动至全开位置的关系、将输出构件200、210和盖体连接的情况进行说明的图。图17是说明弹簧Sp’的组装位置的图,其是对按照当输出齿轮Gf朝图中顺时针方向旋转时盖体被从全闭位置驱动至全开位置的关系、将输出构件200、210和盖体连接的情况进行说明的图。
此处,图16(a)及图17(a)是说明组装于输出齿轮Gf的弹簧Sp、Sp’的图,图16(b)和图17(b)是表示输出齿轮Gf配置于弹簧的组装位置的状态的俯视图,图16(c)和图17(c)是在示出弹簧组装于由下外壳70支承的输出齿轮Gf的状态的俯视图的上侧表示与下外壳70重叠的上外壳的靠下外壳70一侧的面的图。另外,在图16(c)及图17(c)中,为了与其它零件区别开而用阴影线示出了弹簧Sp、Sp’。
在按照输出齿轮Gf的图16(b)的逆时针方向的转动使盖体朝打开方向驱动的关系将输出构件200、210与盖体连接的情况下,使用图16(a)所示的右卷的弹簧Sp。在该弹簧Sp的情况下,当使上外壳30与下外壳70重叠时,使弹簧的一端部Sp1与上外壳30的卡定槽65a卡定。因此,当将自由状态下的弹簧Sp的另一端部Sp2插入了输出齿轮Gf的弹簧支承孔257a时,需使弹簧Sp的一端部Sp1与卡定槽65a匹配。
此处,卡定槽65a在使上外壳30与下外壳70重叠时的位置为图16(b)中双点划线所示的位置。由此,能使输出齿轮Gf转动至从轴向观察时的卡定槽65a和输出齿轮Gf的限位部257之间的相位差θ与从轴向观察时的弹簧Sp的一端部Sp1和另一端部Sp2之间的相位差θ一致的角度位置(图16(b)所示的弹簧组装位置),在使输出齿轮Gf转动至该弹簧组装位置之后,将弹簧Sp的另一端部Sp2从靠近观察者一侧插入弹簧支承孔257a,以将弹簧Sp安装于输出齿轮Gf。即,当弹簧Sp处于未卷紧的状态时,若使弹簧Sp的轴向卡合部即另一端部Sp2在作为打开位置侧的驱动范围外的位置处与输出齿轮Gf的弹簧支承孔257a卡合,则弹簧Sp的径向卡合部即一端部Sp1成为与设于上外壳30的卡定槽65a相对应的位置。该弹簧组装位置是盖体处于打开位置侧的驱动范围外的位置,其是盖体即输出齿轮Gf转动至比全开位置更靠打开位置侧的位置。因此,具有作为对输出齿轮Gf绕轴线Xa的旋转范围进行限定的限制部的限位面的限制块802在比该弹簧组装位置更靠打开位置侧的位置设于下外壳70。
此外,当在处于该状态(弹簧组装位置)之后使上外壳30重叠在下外壳70上时,载置于输出齿轮Gf的弹簧Sp被设于上外壳30的靠下外壳70一侧的面的倾斜面461a~465a、351a(也参照图10、图19)引导至围住上外壳30的齿轮支承壁45的间隙St(弹簧收容空间)内。此外,在上外壳30上设有用于将弹簧Sp的一端部Sp1引导至卡定槽65a内的倾斜面651,因此,弹簧Sp的一端部Sp1被引导至卡定槽65a内。
藉此,在使一端部Sp1与卡定槽65a卡定并使另一端部Sp2插入弹簧支承孔257a的状态下,弹簧Sp被组装到壳体7内。
在组装有该弹簧Sp的齿轮电动机1中,当输出齿轮Gf朝顺时针方向旋转时,由卡定槽65a止转的弹簧Sp被卷紧。由此,欲使该输出齿轮Gf朝逆时针方向旋转的作用力从弹簧Sp作用于输出齿轮Gf,盖体越是靠近关闭位置侧,则该作用力越大。
另外,在按照输出齿轮Gf的图17(b)的顺时针方向的转动使盖体朝打开方向驱动的关系将输出构件200、210与盖体连接的情况下,使用图17(a)所示的左卷的弹簧Sp’。
在该弹簧Sp’的情况下,当使上外壳30与下外壳70重叠时,使弹簧Sp’的一端部Sp1与上外壳30的卡定槽65b卡定。因此,当将自由状态下的弹簧Sp’的另一端部Sp2插入了输出齿轮Gf的作为弹簧保持部的限位部257的弹簧支承孔257a时,需使弹簧Sp’的一端部Sp1与卡定槽65b匹配。
此处,卡定槽65b在使上外壳30与下外壳70重叠时的位置为图17(b)中双点划线所示的位置。由此,能使输出齿轮Gf转动至从轴向观察时的卡定槽65b和输出齿轮Gf的限位部257之间的相位差θ与从轴向观察时的弹簧Sp’的一端部Sp1和另一端部Sp2之间的相位差θ一致的角度位置(图17(b)所示的弹簧组装位置),在使输出齿轮Gf转动至该弹簧组装位置之后,将弹簧Sp’的另一端部Sp2从靠近观察者一侧插入弹簧支承孔257a,以将弹簧Sp’安装于输出齿轮Gf。即,当弹簧Sp’处于未卷紧的状态时,若使弹簧Sp’的轴向卡合部即另一端部Sp2在作为打开位置侧的驱动范围外的位置处与输出齿轮Gf的弹簧支承孔257a卡合,则弹簧Sp’的径向卡合部即一端部Sp1成为与设于上外壳30的卡定槽65b相对应的位置。该弹簧组装位置是使用弹簧Sp’的情况下的盖体处于打开位置侧的驱动范围外的位置,其是盖体即输出齿轮Gf转动至比全开位置更靠打开位置侧的位置。因此,具有作为对输出齿轮Gf绕轴线Xa的旋转范围进行限制的限制部的限位面的限制块801在比使用该弹簧Sp’的情况下的弹簧组装位置更靠打开位置侧的位置设于下外壳70。
此外,当在处于该状态之后使上外壳30重叠在下外壳70上时,载置于输出齿轮Gf的弹簧Sp’被设于上外壳30的靠下外壳70一侧的面的倾斜面461a~465a、351a(也参照图10、图19)引导至围住上外壳30的齿轮支承壁45的间隙St(弹簧收容空间)内。此外,在上外壳30上设有用于将弹簧Sp’的一端部Sp1引导至卡定槽65b内的倾斜面651,因此,弹簧Sp’的一端部Sp1被引导至卡定槽65a内。
藉此,在使一端部Sp1与卡定槽65b卡定并使另一端部Sp2插入弹簧支承孔257a的状态下,弹簧Sp’被组装到壳体7内。
在组装有该弹簧Sp’的齿轮电动机1中,当输出齿轮Gf朝逆时针方向旋转时,由卡定槽65a止转的弹簧Sp’被卷紧。由此,欲使该输出齿轮Gf朝顺时针方向旋转的作用力从弹簧Sp’作用于输出齿轮Gf,盖体越是靠近关闭位置侧,则该作用力越大。
此处,在实施方式的齿轮电动机1中,以通过轴线Xa在壳体7的前后方向上延伸的直线Lm(参照图18)为边界,卡定槽65a、65b和限制块801、802被设为对称。因此,无论是在图中输出齿轮Gf朝顺时针方向转动时盖体被朝关闭位置驱动的情况下,还是在输出齿轮Gf朝逆时针方向转动时盖体被朝关闭位置驱动的情况下,都能使用壳体7(下外壳70和上外壳30)。
在输出齿轮Gf朝下外壳70的配置完成的状态下,各支承轴S2~S4与定位销87a及立柱88一起处于彼此平行的直立状态。因此,一边使上外壳30的定位轴套37、39与立柱88及定位销87a对位,一边进行上外壳30朝下外壳70的载置。此时,各齿轮G2~G4的支承轴S2~S4的上端嵌入上外壳30的对应的轴孔62a~64a,但在存在稍许倾倒而没有与上外壳的对应的轴孔正对的支承轴的情况下,根据需要调节支承轴的上端位置,然后嵌入轴孔。
另外,在将上外壳30载置于下外壳70之前,将安装有基板100的直流电动机2预先安装于底座33的背面侧。此处,直流电动机2与后述连接器95一起预先通过锡焊与基板100连接。另外,将连接基板100和角度传感器150的基板151的配线W的端部通过锡焊与分别对应的基板100、150连接。这样,能在远离壳体7的部位进行锡焊作业。因此,在锡焊作业中,即便发生焊锡、焊剂飞散这样的情况,也能防止它们进入壳体7内。此外,在将上外壳30载置于下外壳70之前,将连接基板100和基板151的配线W从朝上外壳30的侧壁部322的侧方开口的缺口42压入配线收容部336内,并将与配线W的一端连接的角度传感器150载放在底座33上。
这样,当上外壳30朝下外壳70的载置完成时,使第一齿轮G1的小径齿轮91b插通上外壳30的齿轮通孔61(参照图7),以使小径齿轮91b与第二齿轮G2的大径齿轮92a啮合,并使大径齿轮92a与小齿轮90啮合。
在上外壳30与下外壳70重叠的状态下,通过定位轴套37、39与立柱88、定位销87a的嵌合而在水平方向、即与各支承轴的轴向垂直的面内对轴孔进行定位。因此,即便不像现有技术那样用螺钉将两个构件(上外壳30和下外壳70)结合,也能形成各齿轮间以高精度的轴间距离被支承着的状态。
在上外壳30与下外壳70重叠的状态下,上外壳30的底壁35分别嵌入下外壳70的侧壁部722、723的缺口部722b、723b而落位于固定用轴套861、862的上端,底壁35的通孔35a与固定用轴套861、862的螺纹孔861a、862a排成一列。另外,上外壳30后端左角部的壁厚的凸缘支承部36落位于下外壳70的凸缘部89,上外壳30的通孔36a与下外壳70的螺纹孔89a排成一列。此外,嵌入下外壳70的立柱88的上外壳30的定位轴套37的间壁371的下表面落位于立柱88的上端,间壁371的通孔371a与立柱88的螺纹孔88a排成一列。上外壳30的缺口42的下半部被下外壳70的突片部725关闭。
在将上外壳30与下外壳70重叠之后,将角度传感器150安装于底座33。
此处,在实施方式的齿轮电动机1中,当盖体到达起立位置(打开位置:相对于水平线倾斜大约120°)时,弹簧Sp的作用力几乎不作用于输出齿轮Gf,随着盖体从起立位置朝向水平位置(关闭位置:相对于水平线成0°)转动,由弹簧Sp产生的、欲使盖体朝打开的方向旋转的作用力变大。如上所述,弹簧Sp及Sp’使以下作用力作用于输出齿轮Gf,该作用力朝着与输出齿轮Gf在盖体的自重作用下动作的方向(关闭方向)相反的方向(打开方向)作用,即朝着使盖体朝打开位置侧转动的方向作用。因此,能减小为了打开关闭盖体所需的最大转矩,从而能采用最大转矩较小的直流电动机2。此外,弹簧Sp及Sp’安装于输出齿轮Gf,因此,能减小输出齿轮Gf及减速齿轮组5的负载。另外,即便在使用者突然关闭盖体的情况下,由于弹簧Sp及Sp’的作用力朝相反方向(打开方向)起作用,因此也能减小输出齿轮Gf及减速齿轮组5的负载。因此,能用树脂等低强度的材料构成第一齿轮G1~第四齿轮G4,并能减小模块、齿宽而使第一齿轮G1~第四齿轮G4小型化。
齿轮电动机1根据由角度传感器150确定的盖体的角度位置、具体而言根据输出齿轮Gf的角度位置利用未图示的控制装置加以控制。此外,通过精密地检测出盖体的水平位置侧、即盖体的关闭位置侧的角度位置,能防止尽管盖体突然倾倒或到达关闭位置却依然将盖体朝关闭位置侧驱动的情况。
因此,在实施方式的齿轮电动机1中,尤其为了在关闭位置侧准确地检测出盖体的角度位置,当输出齿轮Gf位于与关闭位置侧的规定位置相对应的角度位置时,组装传感器齿轮137。
以下,对传感器齿轮的组装和角度传感器的安装进行说明。图18是说明传感器齿轮的组装位置的图。图18(a)是在按照输出齿轮Gf朝图中逆时针方向旋转时盖体被从全闭位置驱动至全开位置的关系将输出齿轮Gf与盖体连接的齿轮电动机1的情况下的传感器齿轮137的组装位置的说明图。图18(b)是在按照输出齿轮Gf朝图中顺时针方向旋转时盖体被从全闭位置驱动至全开位置的关系将输出齿轮Gf与盖体连接的齿轮电动机1的情况下的传感器齿轮137的组装位置的说明图。
如图9所示,角度传感器150是在基板151上包括电位计135的可变电阻,上述电位计135具有沿着转轴138的周向设置的电阻体(未图示)和在该电阻体的表面上滑动的电刷(未图示),角度传感器150使传感器齿轮137位于基板151的下方,并且传感器齿轮137的轴138a贯穿基板151及电位计135。电位计135内部的未图示的旋转部与轴138a一体旋转。此处,传感器齿轮137的齿数与第四齿轮G4的小径齿轮94b的齿数近似。
另外,与电阻体的一端连接的端子、与电阻体的另一端连接的端子以及与可动部即电刷连接的端子这三个端子经由配线W和基板100的配线100a~100c而与设置于下外壳70的连接器95的端子95a~95c连接。因此,仅通过转换施加于电阻体两端的电压的极性,就能使从与可动部连接的端子输出的电压的变化方向翻转。由此,在输出齿轮Gf的一个方向的转动使盖体从打开位置朝关闭位置转动的情况和另一个方向的转动使盖体从打开位置朝关闭位置转动的情况中的任一情况下,仅转换电压的极性就可使输出信号变得相同,因此,能采用同一个角度传感器150。
在按照输出齿轮Gf朝图中逆时针方向转动时盖体被从全闭位置驱动至全开位置的关系将输出齿轮Gf和盖体连接的情况下,在组装传感器齿轮137之前,输出齿轮Gf设于弹簧Sp的作用力不作用的角度位置(弹簧组装位置)(参照图18(a))。从该状态,使输出齿轮Gf朝顺时针方向(关闭盖体的方向)转动,直至转动至输出齿轮Gf的限位部257与下外壳70的限制块801抵接。
在该状态下,弹簧Sp被卷紧,因此,来自弹簧Sp的欲使输出齿轮Gf朝逆时针方向(打开盖体的方向)转动的作用力作用于该齿轮Gf。
在实施方式中,使该限位部257与限制块801抵接的位置为传感器齿轮137的组装位置(传感器组装位置),在该状态下,使传感器齿轮137插通上外壳30的插通孔55而与位于插通孔55内的第四齿轮G4的小径齿轮94b啮合。另外,从该组装位置朝逆时针方向旋转规定角度的位置为与盖体的全闭位置相对应的角度位置。此外,从该全闭位置朝逆时针方向旋转大致120°后的角度位置是与盖体的全开位置相对应的角度位置。
另外,在按照输出齿轮Gf朝图中顺时针方向旋转时盖体被从全闭位置驱动至全开位置的关系将输出齿轮Gf和盖体连接的情况下,在组装传感器齿轮137之前,输出齿轮Gf设于弹簧Sp的作用力不作用的角度位置(弹簧组装位置)(参照图18(b))。从该状态,使输出齿轮Gf朝逆时针方向(关闭盖体的方向)转动,直至转动至输出齿轮Gf的限位部257与下外壳70的限制块802抵接。
在该状态下,弹簧Sp被卷紧,因此,来自弹簧Sp的欲使输出齿轮Gf朝顺时针方向(打开盖体的方向)转动的作用力作用于该齿轮Gf。
在实施方式中,使该限位部257与限制块802的位置为传感器齿轮137的组装位置(传感器组装位置),在该状态下,使传感器齿轮137插通上外壳30的插通孔55而与位于插通孔55内的第四齿轮G4的小径齿轮94b啮合。另外,从该组装位置朝顺时针方向旋转规定角度的位置为与盖体的全闭位置相对应的角度位置。此外,从该全闭位置朝逆时针方向旋转大致120°后的角度位置是与盖体的全开位置相对应的角度位置。
在实施方式的齿轮电动机1中,该全闭位置与全开位置之间的角度范围被设定为输出齿轮Gf的转动范围(使用范围),当驱动盖体转动时,输出齿轮Gf的限位部257和限制块801彼此不接触。
此处,在实施方式的齿轮电动机1中,具有以下结构:以通过作为输出齿轮Gf的旋转中心的轴线Xa在壳体7的宽度方向上延伸的直线Ln为边界,在后方侧配置有减速齿轮组5和卡定槽65a、65b。因此,壳体7的呈半圆形的前端部的直径是对应于输出齿轮Gf的直径的直径,后方侧的宽度是对应于减速齿轮组5的配置的宽度。另外,前端部的半圆形是与输出齿轮Gf同心的同心圆。具体而言,具有一定厚度的下外壳70的侧壁部721的内周以一定的间隙与输出齿轮Gf的齿部251a相对。因此,能抑制齿轮电动机1的与盖体的转轴连接的连接部分即壳体7的前方侧的尺寸(从盖体的转轴到前方、右方、左方的端部为止的尺寸),因此,能很好地防止以下情况:当将齿轮电动机1组装于盖体侧的装置时,齿轮电动机的主体从装置大幅突出而影响装置的外观。
当传感器137的组装完成时,使第一齿轮G1的小径齿轮91b插通上外壳30的齿轮通孔61(参照图7),以使小径齿轮91b与第二齿轮G2的大径齿轮92a啮合,并使大径齿轮92a与小齿轮90啮合。在组装第一齿轮G1之前的阶段,输出齿轮Gf和直流电动机2并未经由减速齿轮组5直接连接,因此,能容易地进行输出齿轮Gf的定位以及输出齿轮Gf的角度位置与传感器齿轮137的角度位置的对应的调节。
此外,进行角度传感器150等零件的组装。如图6所示,基板151具有毽球板状的平面形状,其在宽度小的前端部具有销孔152,并在宽度大的后端部具有两个销孔153、154。由此,分别使第一支承台49的销50和第二支承台51的销52、53插通基板151的销孔152、153、154,以进行角度传感器150的安装(参照图6、图7)。另外,盖10(参照图5)的按压轴套19被设定成与第二支承台51的销52、53相对应,并具有能供销52、53插入的孔,按压轴套18设定于第一支承台49的销50的后侧附近位置。
基板151落位于第一支承台49及第二支承台51的上表面,并被盖10的按压轴套18、19按压而固定位置。此外,当盖10和支承于上外壳30的支承轴套20、56的传感器齿轮137旋转时,电位计135检测出其旋转角度,表示检测出的旋转角度的信号经由从电位计135延伸的配线W而被输出。
另外,电位计135能检测出的绝对角度范围被限定在旋转一圈(360°)的范围内,因此,将输出齿轮Gf、第四齿轮G4和传感器齿轮137各自的齿数设定成:在输出齿轮Gf旋转至其最大旋转角度时,在从输出齿轮Gf经由第四齿轮G4而到达传感器齿轮137的增速比的作用下达到的传感器齿轮137的旋转角度小于360°。
如图9所示,传感器齿轮137在上外壳30的底座33的下表面附近旋转,并与外周的一部分朝插通孔55内突出的第四齿轮G4的小径齿轮94b啮合。
在实施方式中,角度传感器150使用电位计,因此,即便在设计改变盖体的重量、形状等情况下,使电动机的控制变化的输出齿轮Gf的角度设定的自由度也较高。
传感器齿轮137在轴向附近使轴138b支承于支承轴套56,第四齿轮G4的小径齿轮94b的与传感器齿轮137啮合的啮合部是支承其第四支承轴S4的支承轴套64附近的上端,支承轴套56、64均形成于同一个上外壳30的底座33。因此,其轴间距离不会受到因多个构件的误差累积而产生的影响,而是被稳定而高精度地保持适当值,该适当值被设定成在不对减速齿轮组5施加制动的范围内使齿间的齿隙尽可能小。
另外,传感器齿轮137与第四齿轮G4的小径齿轮94b的齿数近似且直径较小,轴间距离较小,因此,在这点上齿隙也较小。输出齿轮Gf和第四齿轮G4各自的支承轴也支承于共用的上外壳和下外壳,轴间距离的精度较高,因此,齿隙也较小,其结果是,对于角度传感器150对输出齿轮Gf的与用直流电动机2施加制动的盖体的平躺位置附近相对应的旋转位置进行的检测,也能获得高精度。
当角度传感器150的组装完成时,进行盖10朝上外壳30的载置。首先,使盖10的定位销171及轴套161与定位孔39a、37a对位(参照图21(b)、图20(b)),并使盖10与上外壳30的减速齿轮组装设部32重叠。其间,第一齿轮G1的第一支承轴S1的上端嵌入上壁部11的对应的轴孔21(参照图3)。
在盖10与上外壳30重叠的状态下,上外壳30的缺口42的被下外壳70的突片部725关闭而剩余的部分即上半部被盖10的突片部125关闭(参照图22(b))。在盖10与上外壳30重叠的状态下,弧状壁部132嵌入缺口凹部310b,弧状壁部132的底壁131的下表面落位于缺口凹部310b的底壁35的上表面(参照图20(a)),盖10的凸缘部14落位于上外壳30的凸缘支承部36(参照图20(b))。另外,插入定位孔37a的轴套161的底壁的下表面落位于定位轴套37的间壁371的上表面(参照图21(a))。
弧状壁部132的底壁131的通孔131a与缺口凹部310b的底壁35的通孔35a排成一列(参照图20(a)),因此,贯穿这些通孔将螺钉8从上方旋入下外壳70的固定用轴套861、862的螺纹孔861a、862a。凸缘部14的通孔14a与凸缘支承部36的通孔36a排成一列(参照图20(b)),因此,贯穿这些通孔将螺钉8从上方旋入下外壳的凸缘部89的螺纹孔89a。轴套161的通孔16a与定位轴套37的间壁371的通孔371a排成一列(参照图21(b)),因此,贯穿这些通孔将螺钉8从上方旋入下外壳70的立柱88的螺纹孔88a。藉此,盖10、上外壳30及下外壳70在大致矩形部的四个角的螺钉旋紧部结合。
另外,在实施方式中,螺钉旋紧部是指盖10中的通孔14a、16a、131a周围(参照图5),与其相对应的上外壳30的通孔35a、36a、371a(参照图6)及下外壳70的螺纹孔88a、89a、861a、862a周围(参照图13)也同样地成为螺钉旋紧部。通过螺钉8从上述通孔14a、16a、131a朝螺纹孔88a、89a、861a、862a旋入,盖10、上外壳30及下外壳70在减速齿轮组装设部32的四个角的螺钉旋紧部结合。另外,当使用自攻螺钉作为螺钉8时,螺纹孔88a、89a、861a、862b也可以是不具有螺纹槽的导孔的形态。
为了兼用于限制弹簧的变位而增长了弧状壁部351,因此,供螺钉8的头部落位的盖10的弧状壁部132的底壁131及上外壳30的底壁35的高度位置稍低(参照图20(a)),但处于与上外壳30的凸缘支承部36及收容孔16b的底壁16c相同的水平(参照图21(a)),上外壳30的各螺钉旋紧部的厚度也没有较大的不同,因此,四根螺钉只要是长度相同的一种螺钉即可。
螺钉旋紧部的各安装孔及螺纹孔周围均确保相当的面积,且形成为厚壁,因此,能增大螺钉的旋紧力。因此,例如与利用一体成形于壳体的各构件的弹簧紧固件进行的卡合比较,轴向上当然能获得较高的结合强度,水平方向上也能获得较高的结合强度。
盖10对在上外壳30的底座33的上表面侧与直流电动机2的小齿轮90啮合的第一齿轮G1的第一支承轴S1进行支承,并且对同样配置于底座33的上表面侧的角度传感器150进行保护以免其受到水的影响。此外,在盖10的侧壁部12(122~124)沿着其下缘设置台阶部122a~124a,并且在上外壳30的底座33上设置与台阶部122a~124a相对应的凸缘342~345,因此,当使侧壁部12的下端缘与底座33抵接而使盖10与上外壳30重叠时,凸缘342~345嵌入台阶部122a~124a。即,侧壁部12(122~124)以位于凸缘342~345外侧的方式嵌合,以对盖10与上外壳30进行定位。因此,即便水欲从盖10与上外壳30的对接面浸入,凸缘342~345也会成为障碍壁而减少浸入,使水不易直接到达内部的角度传感器150。另外,即便在凸缘上存在中断部位,由于该中断部位远离角度传感器的配置部位,因此也没有影响。
当盖10、上外壳30及下外壳70组装好后,上外壳30的缺口72的靠侧壁部322一侧的开口被盖10的突片部125和下外壳70的突片部725堵塞,因此,能很好地防止因缺口72而产生的开口露出在壳体7的侧方。
利用上述结构的减速齿轮组5,将直流电动机2的旋转减速而传递至输出齿轮Gf,将输出构件200、210连接至盖体的例如支轴,从而能将盖体从大致水平位置驱动至超过90°的规定位置(大致120°的打开位置)。具体而言,直流电动机在盖体从平躺状态的大致水平位置到立起的大致120°位置之间沿打开方向及关闭方向驱动,并且在即将达到关闭方向的大致水平位置时进行控制,以利用反转矩施加制动来减速。另外,形成有当规定量以上的转矩施加于第二齿轮G2时使大径齿轮92a与小径齿轮92b间相对旋转的转矩限制器T,因此,即便在直流电动机2的停止状态下突然打开关闭盖体,或朝与直流电动机2的驱动方向相反的方向打开关闭盖体,也能防止因过大的力施加于直流电动机2、各齿轮、其支承轴或支承轴套等而产生的破损。另外,转矩限制器T只要设于构成减速齿轮组5的齿轮中的一个齿轮即可,并不仅限定于设于第二齿轮G2的结构。
此外,弹簧Sp由截面呈圆形的线状构件构成,其具有:将线状构件卷绕成螺旋状的基部;从该基部的长度方向的一端沿径向延伸的一端部Sp1(径向卡合部);以及从该基部的长度方向的另一端沿轴向(长度方向)延伸的另一端部Sp2(轴向卡合部),通过改变基部处的卷绕方向,能提供在输出齿轮Gf绕轴线Xa朝一个方向旋转的情况下产生作用力的弹簧和在输出齿轮Gf绕轴线Xa朝另一个方向旋转的情况下产生作用力的弹簧。藉此,一端部Sp1的卡定槽65a(65b)一侧的下缘呈弧状截面,因此,该弧状部分作为导向片46(461~465)起作用。因此,当使上外壳30与下外壳70重叠时,一端部Sp1容易被引导至卡定槽65a(65b)内。
在本实施方式中,直流电动机2对应于发明的电动机,盖10、上外壳30及下外壳70对应于构成壳体的壳体构件。此外,下外壳70对应于一个壳体构件,上外壳30对应于另一个壳体构件。输出齿轮Gf对应于发明的第一齿轮及输出轴,第四齿轮G4对应于第二齿轮及最后级的减速齿轮,第四齿轮G4的第四支承轴S4及输出齿轮Gf的轴部255、256对应于支轴。上外壳30的头部31(凹部335)对应于发明的输出轴收容室形成部,由头部31和与其对应的下外壳70的前部构成的输出齿轮收容室成为输出轴收容室。另外,弹簧支承部65的卡定槽65a(65b)对应于卡定部。上外壳30的弧状壁部351对应于发明的凹部壁,并对应于变位限制元件,特别地,该弧状壁部351的内侧外周面(与弹簧Sp相对的面)成为与弹簧的外径部位抵接的外侧变位限制用的壁部。此外,由下外壳70的限制块801(802)和输出齿轮Gf的限位部257构成发明的旋转限制元件。
在实施方式中,电动机1采用上述结构,且包括壳体7以及输出齿轮Gf、直流电动机2及将直流电动机2的旋转传递至输出齿轮Gf的减速齿轮组5,上述输出齿轮Gf、上述电动机2及上述减速齿轮组5各自的转轴平行地支承于壳体7,将对输出齿轮Gf施加旋转力的弹簧Sp绕输出齿轮Gf配置以作为扭转螺旋弹簧,其中,将上外壳30的弧状壁部351配置为对弹簧Sp进行限制的变位限制元件,以使弹簧Sp在朝径向(后方)变位时与其抵接,从而在弹簧Sp与减速齿轮组5的最后级的第四齿轮G4之间残留规定的间隙,输出齿轮Gf与第四齿轮G4直接啮合,因此,即便不像现有技术那样设置惰性齿轮,也能防止因弹簧Sp与第四齿轮G4接触而产生的磨损、动作不良,并能实现成本降低和小型化。
弹簧Sp被配置成与输出齿轮Gf的齿部251a(包括齿部251a的筒状部251(轴部250))在轴向上相邻,壳体7包括在转轴的轴向上重叠的下外壳70、上外壳30及盖10,下外壳70收容输出齿轮Gf的齿部251a一侧,并支承输出齿轮Gf和第四齿轮G4的各支轴(轴部255、第四支承轴S4)的一端,上外壳30收容输出齿轮Gf的弹簧Sp一侧,并支承上述各支轴(轴部256、第四支承轴S4)的另一端,弹簧Sp的一端与输出齿轮Gf卡定,弹簧Sp的另一端与上外壳30的卡定槽65a卡定,弹簧Sp的外侧变位限制用的弧状壁部351设于上外壳30,因此,即便将弹簧Sp绕输出齿轮Gf配置,也能以不使壳体7的尺寸在径向上增大的方式,将根据输出齿轮Gf的旋转位置而变化的旋转力施加于输出齿轮Gf。另外,弧状壁部351设于收容输出齿轮Gf的弹簧Sp一侧的上外壳30,因此,能在轴向上的相同水平的高度位置与弹簧Sp相对且高精度地限制弹簧Sp的变位。另外,在实施方式中,具有角度传感器150,该角度传感器150包括用于对输出齿轮Gf的转动角度进行检测的传感器齿轮137,该传感器齿轮137配置于上外壳30上,第四齿轮G4穿过形成于上外壳30的插通孔55而与传感器齿轮137啮合,因此,第四齿轮G4朝上方延伸至与弹簧Sp相邻。
弧状壁部351位于输出齿轮Gf与第四齿轮G4之间,且配置于将输出齿轮Gf与第四齿轮G4的转轴连接的线的两侧,并与在径向上变位的弹簧Sp的外径部位抵接,因此,即便变位方向变化,也能可靠地防止弹簧Sp与第四齿轮G4的接触。弧状壁部351将以下部位兼用于对弹簧Sp的变位进行限制,该部位使将盖10、上外壳30及下外壳70结合的螺钉8的旋紧面从上外壳30上表面朝下外壳70一侧偏移,因此,无需形成专用的限制部,实现了小型化。此外,由于是螺钉旋紧部的附近,因此即便万一壳体7弯曲,弧状壁部351也不会发生位置偏移,可将弹簧Sp的变位限制的精度保持得较高。
在上外壳30的头部31上设定有相对于自由状态下的弹簧Sp的外径具有间隙的弹簧收纳空间(间隙St),将弹簧Sp设定成:在输出齿轮Gf的规定旋转位置处,当弹簧Sp在自由状态下一端与输出齿轮Gf卡定时,另一端位于上外壳30的弹簧支承部65上,因此,能使弹簧Sp在其两端位置确定的自由状态下进入上外壳30的弹簧收容空间,从而容易进行组装。
弹簧Sp的一端(轴向卡合部)以在轴向上延伸的直线状插入输出齿轮Gf的弹簧支承孔257a,弹簧Sp的另一端(径向卡合部)设为朝径向外侧延伸的直线,弹簧支承部65是沿着从输出齿轮Gf的轴心起始的径向延伸,并朝下外壳70一侧开口以收容弹簧Sp的另一端的卡定槽65a,因此,即便在上外壳30与下外壳70重叠时无法目视确认,也能简单地使弹簧Sp的另一端与弹簧支承部65卡定。
在输出齿轮Gf上设置从其齿部251a(包括该齿部251a的筒状部251)朝与弹簧Sp配置一侧相反方向突出的限位部257,在下外壳70上形成突出到限位部257的旋转轨迹上的限制块801(802)以限制输出齿轮Gf的旋转范围,因此,能将输出齿轮Gf的旋转范围的一端设为直流电动机2的控制的初始位置,并且能限定例如便座(便盖)的打开关闭角度的最大范围。
将输出齿轮Gf的齿部251a和限制块801(802)的相对面间(轴向)的间隙设定成比弹簧Sp的线径小,因此,即便因某些原因而导致弹簧Sp被切断,也能防止其切断片进入上述间隙而形成锁定状态或输出齿轮Gf等出现破损的情况。
上外壳30在头部31的周壁内表面具有朝轴向且朝内侧延伸而其内侧端划分出弹簧收容空间(间隙St)的导向片461、462、463、464、465,且使这些导向片461~465的靠头部31的开口一侧的端缘倾斜,因此,当使上外壳30与下外壳70重叠时,弹簧Sp被引导而能顺利地进入弹簧收容空间。
另外,实施方式中,作为用于避免弹簧Sp与第四齿轮G4干涉的弹簧Sp的变位限制元件,将上外壳30的弧状壁部351配置成与弹簧Sp的外径部位抵接以阻止规定量以上的弹簧变位,但并不限定于此,例如,也可将齿轮支承壁45的外径设定成当朝径向变位的弹簧Sp的内径部位与处在该弹簧Sp内侧(中心侧)的圆筒状的齿轮支承壁45抵接时,在弹簧Sp与第四齿轮G4之间残留规定间隙,从而将齿轮支承壁45用作对弹簧Sp进行限制的变位限制用的壁部,这样一来,由于将用于支承输出齿轮Gf的支轴(轴部256)的齿轮支承壁45兼用于限制弹簧Sp的变位,因此无需形成专用的限制部,能实现小型化。
另外,为了限定弹簧收容空间(间隙St)的外周而设有从头部31的周壁朝向内侧的肋状的导向片461~465,但并不限定于此,也能设为例如具有弧面的壁部。
此外,在实施方式中,用于施加旋转力的弹簧Sp附设于输出齿轮Gf,但本发明也能应用于弹簧Sp附设于减速齿轮组5中的任意减速齿轮的情况。
另外,在实施方式中,将电动机设为直流电动机,但并不限定于此,能根据控制目的恰当地选择步进电动机或其它电动机。另外,减速齿轮组5在直流电动机2的小齿轮90与输出齿轮Gf之间包括第一齿轮G1至第四齿轮G4而形成五级减速机构,但并不限定于此,能选择任意的级数。
将与传感器齿轮137啮合的参照齿轮设为与输出齿轮Gf啮合的第四齿轮G4,但也可将第三齿轮G3等更前级的齿轮作为参照齿轮并使其与传感器齿轮137啮合。但是,在从输出齿轮Gf至传感器齿轮137为止的累积齿隙更小这点上,将参照齿轮设为与输出齿轮Gf啮合的最后级的第四齿轮G4的实施方式是有利的。另外,在实施方式中,将作为支轴的轴138b设为与传感器齿轮137一体的转轴,将第四支承轴S4设为与第四齿轮G4分体的固定轴,此外,还将输出构件200设为与输出齿轮G4一体且相对于支承轴套旋转的转轴,但无论支轴是转轴还是固定轴,都只要直接保持于同一构件即可。
将角度传感器150的基板151设为刚性的构件,但并不限定于此,也可以是例如柔性基板。将实施方式作为西式便器的便座、便盖及在上表面设有盖的洗衣机等的盖体的开闭驱动用齿轮电动机进行了说明,但本发明也能应用于冰箱的门、其它用途的齿轮电动机。
在实施方式中,例示出了在组装第一齿轮G1之前使传感器齿轮137与第四齿轮啮合的情况。这是由于以下原因:当组装了第一齿轮G1时,输出齿轮Gf和直流电动机2经由减速齿轮组5直接连接,很难使输出齿轮Gf转动至该输出齿轮Gf的限位部257与限制块801(或限制块802)抵接的传感器组装位置。
但是,也可在组装第一齿轮G1而使输出齿轮Gf和直流电动机2经由减速齿轮组5直接连接在一起之后,组装传感器齿轮137。在上述情况下,在利用直流电动机2使输出齿轮Gf转动至传感器组装位置之后,组装传感器齿轮137,从而能将传感器齿轮137组装于预先确定的规定角度位置。
Claims (18)
1.一种齿轮电动机,具有:
壳体;以及
输出轴、电动机及将该电动机的旋转传递至输出轴的由减速齿轮构成的减速齿轮组,所述输出轴、所述电动机及所述减速齿轮组各自的转轴平行地支承于壳体,
对输出轴及减速齿轮组中的规定的第一齿轮施加旋转力的弹簧绕该第一齿轮配置,
所述齿轮电动机的特征在于,
在所述壳体上设置有变位限制元件,该变位限制元件对所述弹簧的径向变位进行限制,以在所述弹簧与和所述第一齿轮相邻的第二齿轮之间残留规定的间隙,
所述第一齿轮与所述第二齿轮直接啮合。
2.如权利要求1所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述第一齿轮是所述输出轴,所述第二齿轮是与所述输出轴的齿轮啮合的最后级的减速齿轮。
3.如权利要求2所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述弹簧被配置成与所述输出轴的所述齿轮的齿部在轴向上相邻,
所述壳体包括在所述转轴的轴向上重叠的多个壳体构件,
在相邻的两个壳体构件之间形成有收容所述输出轴的输出轴收容室,一个壳体构件收容所述输出轴的齿部一侧,并支承所述输出轴和至少所述最后级的减速齿轮的各支轴的一端,另一个壳体构件收容所述输出轴的所述弹簧一侧,并支承所述各支轴的另一端,
所述弹簧的一端与所述输出轴卡定,所述弹簧的另一端与所述另一个壳体构件的卡定部卡定,
所述变位限制元件设于所述另一个壳体构件。
4.如权利要求3所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述一个壳体构件是下外壳,所述另一个壳体构件是上外壳,
所述齿轮电动机还具有角度传感器,该角度传感器包括用于对所述输出轴的转动角度进行检测的传感器齿轮,
所述传感器齿轮配置于所述上外壳,
所述最后级的减速齿轮穿过形成于所述上外壳的插通孔而与所述传感器齿轮啮合。
5.如权利要求3所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述变位限制元件是外侧变位限制用的壁部,该外侧变位限制用的壁部形成于所述输出轴与所述最后级的减速齿轮之间,且形成于将所述输出轴与所述最后级的减速齿轮的转轴连接的线的两侧,并与在径向上变位的所述弹簧的外径部位抵接。
6.如权利要求5所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述外侧变位限制用的壁部兼作凹部壁,该凹部壁使将所述壳体构件彼此结合的螺钉的旋紧面从所述另一个壳体构件朝所述一个壳体构件一侧偏移。
7.如权利要求6所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述一个壳体构件是下外壳,所述另一个壳体构件是上外壳,
在所述上外壳上,从所述上外壳朝所述下外壳以具有作为所述螺钉的旋紧面的底壁的方式形成所述凹部壁,所述凹部壁的内侧外周面作为所述外侧变位限制用的壁部而形成。
8.如权利要求7所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述齿轮电动机具有角度传感器,该角度传感器包括用于对所述输出轴的转动角度进行检测的传感器齿轮,
所述传感器齿轮配置于所述上外壳,
所述最后级的减速齿轮穿过形成于所述上外壳的插通孔而与所述传感器齿轮啮合。
9.如权利要求8所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述弹簧具有:
轴向卡合部,该轴向卡合部从线圈状的基部的一端沿所述转轴方向延伸;以及
径向卡合部,该径向卡合部从所述基部的另一端朝所述转轴的径向外侧延伸,
所述轴向卡合部从所述上外壳一侧与所述输出轴卡合,所述径向卡合部与设于所述上外壳的卡定槽卡定,
所述最后级的减速齿轮与所述弹簧的所述线圈状的基部相对。
10.如权利要求3所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述变位限制元件是内侧变位限制用的壁部,该内侧变位限制用的壁部形成于所述弹簧的内侧,并与在径向上变位的所述弹簧的内径部位抵接。
11.如权利要求10所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述内侧变位限制用的壁部兼作所述另一个壳体构件的对所述输出轴的支轴进行支承的圆筒状的齿轮支承壁。
12.如权利要求3所述的齿轮电动机,其特征在于,
在所述另一个壳体构件的输出轴收容室形成部设定有弹簧收容空间,该弹簧收容空间在所述弹簧未卷紧的自由状态时与所述弹簧的外径空开间隙,
对所述弹簧进行设定,以在所述输出轴的规定的旋转位置,使所述弹簧在所述自由状态下一端与所述输出轴卡定时另一端位于另一个壳体构件的所述卡定部。
13.如权利要求12所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述弹簧具有:
轴向卡合部,该轴向卡合部从线圈状的基部的一端沿所述转轴方向延伸;以及
径向卡合部,该径向卡合部从所述基部的另一端朝所述转轴的径向外侧延伸,
使所述弹簧的所述轴向卡合部与所述输出轴卡合,并根据所述弹簧未卷紧的所述自由状态时的所述轴向卡合部和所述径向卡合部的位置关系,使所述另一个壳体构件的所述卡定部的位置与所述径向卡合部相对应,
所述卡定部是槽,该槽从所述输出轴的轴心起沿着径向延伸,并朝所述一个壳体构件一侧开口以收容所述弹簧的所述径向卡合部。
14.如权利要求2所述的齿轮电动机,其特征在于,
在所述一个壳体构件与所述输出轴之间设置有对所述输出轴的旋转范围进行限制的旋转限制元件。
15.如权利要求14所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述旋转限制元件包括限位部和限制块,其中,所述限位部从所述输出轴的齿部沿轴向朝与所述弹簧相反一侧突出,所述限制块形成于所述一个壳体构件,并突出到所述限位部的旋转轨迹上。
16.如权利要求15所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述输出轴的所述齿轮的齿部与所述限制块的相对面间的间隙被设定为比所述弹簧的线径小。
17.如权利要求15所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述弹簧具有:
轴向卡合部,该轴向卡合部从线圈状的基部的一端沿所述转轴方向延伸;以及
径向卡合部,该径向卡合部从所述基部的另一端朝所述转轴的径向外侧延伸,
设于所述输出轴的所述限位部也是供所述弹簧的所述轴向卡合部插入并对所述轴向卡合部进行保持的弹簧保持部。
18.如权利要求10至17中任一项所述的齿轮电动机,其特征在于,
所述另一个壳体构件在所述输出轴收容室形成部的周壁内表面具有导向片,该导向片沿轴向且朝内侧延伸,且所述导向片的内侧端划分出所述弹簧收容空间,
所述导向片的靠所述输出轴收容室形成部的开口侧的端缘倾斜。
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