齿轮电动机、盖体驱动装置及座便器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种齿轮电动机、盖体驱动装置及座便器，齿轮电动机在将第一极性的电力供给到电动机来使输出轴朝第一方向旋转时和将第二极性的电力供给到电动机来使输出轴朝第二方向旋转时，能使用相同的控制装置。齿轮电动机(1)具有用于驱动输出轴(2)的电动机(14)、检测输出轴的旋转角度的电位计(40)。对电动机的供电经由连接器进行。电位计与连接器(13)电连接，来自电位计信号经由连接器输出到外部。在使供给到连接器的电力的极性反转时，电动机的旋转方向反转，输出轴的旋转方向反转，且施加到电位计的电压的极性反转。从电位计输出表示输出轴的旋转方向的旋转角度的信号。
【专利说明】齿轮电动机、盖体驱动装置及座便器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及具有能检测输出轴的旋转角度的角度检测机构的齿轮电动机、装设有齿轮电动机的盖体驱动装置及包括盖体驱动装置的座便器。
【背景技术】
[0002]专利文献I中记载有用于西式座便器的便座等的开闭的齿轮电动机。专利文献I的齿轮电动机在壳体内装设有电动机、输出齿轮、将电动机的旋转传递到输出齿轮的齿轮组、用于检测输出齿轮的旋转角度的角度检测机构。与输出齿轮一体旋转的输出轴的前端部分从设于壳体的开口突出，齿轮电动机在输出轴与便座的旋转中心轴的端部分同轴连接的状态下被使用。
[0003]专利文献I的齿轮电动机的驱动被与该齿轮电动机电连接的外部的控制装置控制。在该文献中，用于对角度检测机构施加电压的导线及用于将来自角度检测机构的信号输出的导线与用于对电动机供电的导线独立地从壳体的侧壁朝外侧延伸，并与控制装置连接。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本专利特开平11-216083号公报
[0007]西式座便器包括:采用使齿轮电动机与便座的旋转中心轴的一端部连接来使便座开闭这一规格的第一种样式的西式座便器；以及米用使齿轮电动机与便座的旋转中心轴的另一端部连接来使便座开闭这一规格的第二种样式的西式座便器。装设于第一种样式的西式座便器的齿轮电动机与装设于第二种样式的西式座便器的齿轮电动机在使便座开闭时的旋转方向是相反的，因此，关于用于使便座开闭的齿轮电动机，存在与便座的旋转中心轴的一端部连接的第一种类型的齿轮电动机和与便座的旋转中心轴的另一端部连接的第二种类型的齿轮电动机。
[0008]在此，若能将第一种类型的齿轮电动机用作第二种类型的齿轮电动机，则能在两个齿轮电动机之间实现零件的通用，能抑制装置的制造成本。
[0009]对于这种通用的要求，可考虑通过改变将控制装置与齿轮电动机的电动机电连接的配线的连接，来使供给到电动机的电力的极性反转，从而使输出轴的旋转方向相反，藉此来实现通用。但是，在电动机的旋转方向改变了的情况下，无法与电动机的旋转方向改变之前同样地处理来自角度检测机构的信号。因此，存在必须在控制装置一侧改变来自角度检测机构的信号的处理方法的问题。即，为了实现装设于第一种样式的西式座便器的第一种类型的齿轮电动机与装设于第二种样式的西式座便器的第二种类型的齿轮电动机的通用，会出现必须使装设于第一种样式的西式座便器的控制装置与装设于第二种样式的西式座便器的控制装置采用不同的装置这样的问题。
实用新型内容[0010]鉴于上述问题，本实用新型的技术问题在于提供一种齿轮电动机，在将第一极性的电力供给到电动机来使输出轴朝第一方向旋转时和将极性反转后的第二极性的电力供给到电动机来使输出轴朝与第一方向相反的第二方向旋转时，能使用相同的控制装置。此夕卜，本实用新型的技术问题还在于提供装设有上述齿轮电动机的盖体驱动装置及包括这种盖体驱动装置的座便器。
[0011]为了解决上述技术问题，本实用新型的齿轮电动机具有:电动机；输出齿轮；齿轮组，该齿轮组将上述电动机的旋转传递到上述输出齿轮；壳体，该壳体对上述电动机、输出齿轮及齿轮组进行收纳；以及输出轴，该输出轴与上述输出齿轮一体地旋转，且其一部分从设于上述壳体的开口突出到外部，其特征是，还具有:连接器，该连接器与外部的配线可装拆地连接；以及电位计，该电位计为检测上述输出轴的旋转角度而设置于上述壳体内，上述电动机及上述电位计在上述壳体内与上述连接器电连接，来自上述电位计的信号经由上述连接器而输出到外部，在使供给到上述连接器的电力的极性反转时，上述电动机的旋转方向反转，上述输出轴的旋转方向反转，且施加到上述电位计的电压的极性反转。
[0012]在本实用新型中，在使经由连接器供给到电动机的电力的极性反转时，输出轴的旋转方向反转。因此，例如在将齿轮电动机用作西式座便器的便座的开闭驱动装置的情况下，能用作与便座的旋转中心轴线的一端部连接的类型的齿轮电动机，也能用作与便座的旋转中心轴线的另一端部连接的类型的齿轮电动机。此外，在本实用新型中，作为对输出轴的旋转角度进行检测的检测机构，使用电位计，在使供给到连接器的电力的极性反转而使电动机的旋转方向反转时，施加到电位计的电压的极性反转，因此，在对从电位计输出的信号进行处理的控制装置一侧，无需改变对信号进行的处理，能把握转轴的旋转角度，从而能控制电动机的驱动。因此，即便在改变了输出轴的旋转方向的情况下，也能使用相同的控制装置。即，从电位计输出的信号是从电位齿轮的规定的旋转角度范围的一端朝向另一端随着旋转角度的变化而线性变化的信号，是直接表示输出轴从原点位置(角度范围的一端)朝旋转方向转过的旋转角度的信号。此外，在使供给到电动机的电力的极性从第一极性反转到第二极性而使输出轴的旋转方向从第一方向反转到第二方向的情况下，施加到电位计的电力的极性也从第一极性反转到第二极性，此时，从电位计输出的信号是直接表示输出轴从原点位置(角度范围的另一端)朝旋转方向转过的旋转角度的信号。因此，即便在输出轴朝第二方向旋转的情况下，也能获得与输出轴朝第一方向旋转时获得的信号同样地表示以原点位置为基准的旋转角度的信号。此外，在本实用新型中，电位计在壳体的内部与连接器连接，对电动机供电和对电位计施加电压是经由连接器进行的。因此，仅需改变将连接器与控制装置之间连接的配线，就能同时改变朝电动机供给的电力的极性及朝电位计施加的电压的极性。
[0013]在本实用新型中，较为理想的是，具有供上述电动机及上述连接器装设的基板，上述壳体包括将该壳体的内部在上述输出轴的轴线方向上局部地分隔成一侧和另一侧的中间板部，在上述中间板部的上述一侧配置有安装于从上述电动机的电动机主体突出的转轴上的小齿轮、在上述齿轮组中与上述小齿轮啮合的第一齿轮及上述电位计，在上述中间板部的上述另一侧配置有上述电动机主体、上述输出齿轮、在上述齿轮组中与上述输出齿轮啮合的最终齿轮及上述基板，上述电位计对与上述最终齿轮啮合的电位齿轮的旋转角度进行检测。这样，由于电位计和齿轮组的最终齿轮隔着中间板部配置于一侧和另一侧，因此在配置电位计时能避免电位计与齿轮组的干涉。
[0014]在该情况下，较为理想的是，具有将上述基板与上述电位计电连接的导线，在上述中间板部上设有可供上述电位计从上述另一侧穿过到上述一侧的通孔，上述导线在上述通孔内延伸。这样，在制造齿轮电动机时，利用导线将基板与电位计之间连接，然后，能使电位计经由通孔从中间板部的反输出侧穿过到输出侧，接着，能将电位计设置于中间板部的输出侧。即，不是在将电位计设置于壳体内之后，将从基板延伸出的导线与电位计锡焊在一起，而是在对从基板延伸出的导线与电位计进行锡焊之后，将电位计设置在壳体内的规定位置。因此，锡焊作业容易，焊锡不会飞散到壳体内。
[0015]在该情况下，较为理想的是，在上述中间板部的上述一侧的面上形成有槽，上述导线在上述槽内延伸，上述槽设于在上述输出轴的轴线方向上与上述第一齿轮重叠的位置。这样，能防止第一齿轮咬入在壳体内延伸的导线。
[0016]此外，在该情况下，较为理想的是，从上述输出轴的轴线方向观察时，上述通孔的至少一部分与上述第一齿轮重叠。这样，能在因上述第一齿轮而成为死角的部分设置通孔，因此，能抑制因设置通孔而导致装置大型化。
[0017]在该情况下，较为理想的是，上述壳体包括:第一壳体，该第一壳体包括上述中间板部；以及第二壳体，该第二壳体层叠于上述第一壳体，将上述中间板部的上述一侧覆盖，在上述第二壳体上设有导线按压突起，在上述第二壳体层叠在上述第一壳体上时，该导线按压突起进入上述槽内，防止上述导线的浮起。这样，能防止第一齿轮、小齿轮咬入导线。
[0018]接着，本实用新型的盖体驱动装置的特征是，具有:控制装置，该控制装置基于来自上述齿轮电动机的上述电位计的信号，对上述齿轮电动机进行驱动控制；以及电缆，该电缆经由上述连接器，将上述齿轮电动机与上述控制装置电连接，上述齿轮电动机的上述输出轴相对于绕预先确定的旋转中心轴线转动的盖体，在该输出轴的轴线与该旋转中心轴线一致的状态下，与该盖体连接。
[0019]根据本实用新型的盖体驱动装置，能容易地改变齿轮电动机的输出轴的旋转方向。因此，能用作将盖体驱动装置连接到盖体的旋转中心轴线的一端侧的类型的齿轮电动机，也能用作将盖体驱动装置连接到另一端侧的类型的齿轮电动机。
[0020]在本实用新型中，较为理想的是，上述控制装置包括与上述电缆可装拆地连接的控制装置侧连接器，上述电缆的一端经由上述连接器与上述齿轮电动机连接，另一端经由上述控制装置侧连接器与上述控制装置连接。这样，能容易地更换将齿轮电动机与控制装置连接的电缆。因此，例如若在进行朝电动机供电的一对供电线及进行朝电位计供电的一对供电线是直通线的电缆与进行朝电动机供电的一对供电线及进行朝电位计供电的一对供电线是交叉线的电缆之间更换电缆，则能容易地改变从控制装置朝电动机供给的电力的极性及朝电位计施加的电压的极性。在此，即便在改变了朝电动机供给的电力的极性及朝电位计施加的电压的极性的情况下，控制装置也能与改变前同样地对齿轮电动机进行驱动控制，因此，能容易地改变盖体的开闭方向(旋转方向)。
[0021]此外，本实用新型的座便器的特征是，包括彼此的旋转中心轴线平行配置的便座及便盖，此外，包括两个上述盖体驱动装置，两个上述盖体驱动装置中的一个盖体驱动装置的齿轮电动机的上述输出轴在上述便座的旋转中心轴线方向的一侧，在该输出轴的轴线与上述便座的旋转中心轴线一致的状态下，与上述便座连接，两个上述盖体驱动装置中的另一个盖体驱动装置的齿轮电动机的上述输出轴在上述便座的旋转中心轴线方向的另一侧，在该输出轴的轴线与上述便盖的旋转中心轴线一致的状态下，与上述便盖连接。
[0022]在本实用新型中，在包括彼此的旋转中心轴线在较近位置平行配置的便座及便盖的座便器中，可将一个盖体驱动装置的齿轮电动机配置于便座及便盖的旋转轴线方向的一侦牝并将另一个盖体驱动装置的齿轮电动机配置于便座及便盖的旋转轴线方向的另一侧，能使用两个相同的盖体驱动装置来驱动便座和便盖。
[0023]根据本实用新型，在使经由连接器供给到电动机的电力的极性反转时，输出轴的旋转方向反转。因此，例如在将齿轮电动机用作西式座便器的便座的开闭驱动装置的情况下，能用作与便座的旋转中心轴线的一端部连接的类型的齿轮电动机，也能用作与便座的旋转中心轴线的另一端部连接的类型的齿轮电动机。此外，在使供给到连接器的电力的极性反转而使电动机的旋转方向反转时，施加到电位计的电压的极性反转，因此，即便在使输出轴的旋转方向改变的情况下，在对从电位计输出的信号进行处理的控制装置一侧，也无需改变对信号进行的处理，能把握转轴的旋转角度，从而能控制电动机的驱动。因此，无论是在将齿轮电动机用作与便座的旋转中心轴线的一端部连接的类型的齿轮电动机的情况下，还是在将齿轮电动机用作与便座的旋转中心轴线的另一端部连接的类型的齿轮电动机的情况下，均能使用相同的控制装置。此外，由于电位计在壳体的内部与连接器连接，对电动机供电和对电位计施加电压是经由连接器进行的，因此仅需改变将连接器与控制装置之间连接的配线，就能同时改变朝电动机供给的电力的极性及朝电位计施加的电压的极性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是表示适用了本实用新型的齿轮电动机的立体图。
[0025]图2是将驱动输出轴的驱动系统取出表示的立体图。
[0026]图3是电位计的说明图，其中，图3(a)是电位计的俯视图，图3 (b)是来自电位计的输出电压的说明图，图3(c)是使施加于电位计的电压的极性反转时来自电位计的输出电压的说明图。
[0027]图4是从上方观察下壳体的立体图。
[0028]图5是中壳体的立体图，其中，图5(a)是从上方观察中壳体的立体图，图5(b)是从下方观察中壳体的立体图。
[0029]图6是从下方观察上壳体的立体图。
[0030]图7是齿轮电动机的组装步骤的说明图，其中，图7(a)是表示未安装中壳体时的状态的图，图7(b)是表示安装了中壳体时的状态的图。
[0031]图8是装设有适用了本实用新型的齿轮电动机的盖体驱动装置的说明图，其中，图8(a)是表示齿轮电动机连接到盖体的一侧的图，图8(b)是表示齿轮电动机连接到盖体的另一侧的图。
[0032](符号说明)
[0033]I 齿轮电动机
[0034]2 输出轴
[0035]10 壳体
[0036]11 开口[0037]13连接器
[0038]14电动机
[0039]15输出齿轮
[0040]16齿轮组
[0041]20电动机主体
[0042]21转轴
[0043]22刚性基板
[0044]30小齿轮
[0045]31a作为第一齿轮的第一复合齿轮的第一大径齿轮
[0046]34b作为最终齿轮的第四复合齿轮的第四小径齿轮
[0047]35电位齿轮
[0048]40电位计
[0049]40a导线
[0050]42作为第一壳体的中壳体
·[0051]43作为第二壳体的上壳体
[0052]53中间板部
[0053]59通孔
[0054]63槽
[0055]73导线按压突起
[0056]100盖体驱动装置
[0057]101控制装置
[0058]102连接器电缆
[0059]L轴线
【具体实施方式】
[0060]以下，参照附图对本实用新型实施方式的齿轮电动机进行说明。
[0061](整体结构)
[0062]图1是本实用新型的齿轮电动机的立体图。在以下的说明中，为了便于说明，按照图的上下对齿轮电动机I的上下进行说明。此外，从上方观察齿轮电动机I时，将长边方向上输出轴2所处的一侧作为齿轮电动机I的装置前侧(装置前方)，将其相反一侧作为装置后侧(装置后方)，并将与装置的前后方向正交的方向作为宽度方向来进行说明。如图1所不，齿轮电动机I包括壳体10。输出轴2从在壳体10的前侧部分(长边方向的一方的端侧部分)的上表面IOa上设置的开口 11突出。
[0063]壳体10包括:形成有开口 11的上表面IOa ;在输出轴2的轴线L方向上与上表面IOa相对并与该上表面IOa平行地延伸的下表面IOb ;以及在轴线L方向上延伸并将上表面IOa与下表面IOb之间连接的侧面。侧面包括:在与轴线L正交的方向上相对，且彼此平行地延伸的平坦的第一侧面部分IOc及第二侧面部分IOd ;将上述成对的第一侧面部分IOc及第二侧面部分IOd的前端连接的第三侧面部分IOe ;以及将第一侧面部分IOc及第二侧面部分IOd的后端连接的第四侧面部分IOf。第三侧面部分IOe包括:从第一侧面部分IOc的前端朝前方向内侧倾斜的倾斜面部分IOg ;以及将倾斜面部分IOg的前端与第二侧面部分IOd的前端连接的圆弧面部分10h。第四侧面部分IOf是平坦面，且在与成对的第一侧面部分IOc和第二侧面部分IOd正交的方向上延伸。在此,壳体10由在上下方向上层叠的下壳体41、中壳体42、上壳体43构成。
[0064]在壳体10中由第二侧面部分IOd和第四侧面部分IOf形成的角部分设有从上方切开的缺口部10i。在缺口部IOi的下方设有连接器装设部12。在连接器装设部12上配置有用于连接电缆(配线)的连接器13，其中，上述电缆(配线)将齿轮电动机I与外部的控制装置电连接，供电缆连接的连接部13a从壳体10露出。
[0065](驱动系统)
[0066]图2是将驱动输出轴2的驱动系统从齿轮电动机I中取出表示的立体图。图3是表示在装设于齿轮电动机I的电位计上施加的电压的极性与从电位计输出的信号之间的关系的说明图，其中，图3(a)是电位计的俯视图，图3(b)是来自电位计的输出电压的说明图，图3(c)是使施加于电位计的电压的极性反转时来自电位计的输出电压的说明图。另夕卜，在图2中，为了容易了解各齿轮的啮合关系，用双点划线示意地表示一部分齿轮的齿部。如图2所示，在壳体10内收纳有作为输出轴2的驱动源的电动机14、输出齿轮15、将电动机14的转速减小并传递至输出齿轮15的齿轮组16以及角度检测机构17。电动机14收纳于壳体10的后端部分，输出齿轮15收纳于壳体10的前侧部分。
[0067]电动机14是带电刷DC电动机，包括电动机主体20和从电动机主体20朝上方突出的转轴21。两个端子(未图示)从电动机主体20的下端面突出，这些端子直接锡焊于刚性基板22。在电动机主体20的上端面设有螺纹孔20a，利用从上方朝下方贯穿中壳体42的有帽螺钉42a(参照图7(b))将电动机主体20固定于中壳体42。
[0068]在刚性基板22上装设有连接器13，连接器13和电动机14通过形成于刚性基板22的配线图案而电连接。电力从外部的控制装置(参照图8(a)、图8(b))经由与连接器13连接的电缆而供给至电动机14。当使供给至连接器13的电力的极性从第一极性反转为与该第一极性相反的第二极性时，电动机14的旋转方向从第一方向反转为与该第一方向相反的第二方向。当电动机14的旋转方向反转时，伴随着该反转，输出齿轮15的旋转方向反转，因此，输出轴2的旋转方向反转。
[0069]输出齿轮15包括:在外周面包括齿部的齿轮部25 ;以及直径比齿轮部25的直径小且形成为与齿轮部25同轴的筒部26。筒部26的中心孔是供设于输出轴2的下端部分的被安装部27插入的安装孔28，输出齿轮15配置成使安装孔28与壳体10的开口 11位于相同的轴线上。此处，输出轴2的被安装部27包括:将隔着轴线L的两侧平行切开的一对缺口部27a;以及设于各缺口部27a的肋27b。肋27b在轴线L方向上延伸。输出齿轮15的安装孔28呈与输出轴2的被安装部27嵌合的形状，输出轴2因被安装部27插入安装孔28而以能装拆的方式安装于输出齿轮15,并处于与输出齿轮15—体旋转的状态。用于对输出齿轮15的旋转角度范围进行限定的旋转范围限定突起29从齿轮部25的周向的一部分朝上方突出。
[0070]齿轮组16包括:安装于电动机14的转轴21的小齿轮30 ;与小齿轮30啮合的第一复合齿轮31 ;与第一复合齿轮31哨合的第二复合齿轮32 ;与第二复合齿轮32哨合的第三复合齿轮33 ;以及与第三复合齿轮33啮合的第四复合齿轮34，第四复合齿轮34与输出齿轮15哨合。更具体而言，第一复合齿轮31包括第一大径齿轮31a和直径比第一大径齿轮31a的直径小且被设成与第一大径齿轮31a同轴的第一小径齿轮31b，第一大径齿轮31a与小齿轮30啮合。第二复合齿轮32包括第二大径齿轮32a和直径比第二大径齿轮32a的直径小且被设成与第二大径齿轮32a同轴的第二小径齿轮32b，第二大径齿轮32a与第一复合齿轮31的第一小径齿轮31b啮合。第三复合齿轮33包括第三大径齿轮33a和直径比第三大径齿轮33a的直径小且被设成与第三大径齿轮33a同轴的第三小径齿轮33b，第三大径齿轮33a与第二复合齿轮32的第二小径齿轮32b啮合。第四复合齿轮34包括第四大径齿轮34a和直径比第四大径齿轮34a的直径小且被设成与第四大径齿轮34a同轴的第四小径齿轮34b，第四大径齿轮34a与第三复合齿轮33的第三小径齿轮33b啮合，第四小径齿轮34b与输出齿轮15啮合。用于对输出轴2的角度位置进行检测的电位齿轮35与第四小径齿轮34b啮合。
[0071]第一复合齿轮31被第一支轴36支承成可旋转，第二复合齿轮32被第二支轴37支承成可旋转。第三复合齿轮33被第三支轴38支承成可旋转，第四复合齿轮34被第四支轴39 (参照图7(a))支承成可旋转。在第三复合齿轮33的第三大径齿轮33a上组装有使用棘轮的转矩限制器(未图示)。转矩限制器将从输出轴2—侧作用的力经由输出齿轮15输入到齿轮组16，并在超过规定的转矩时，断开齿轮组16的传递，从而防止该力传递到电动机14。
[0072]角度检测机构17用于检测输出轴2的旋转角度，其包括:电位齿轮35 ;以及用于对电位齿轮35的旋转角度进行检测的电位计40。与电位齿轮35啮合的第四小径齿轮34b是构成齿轮组16的齿轮中、与输出齿轮15啮合的最终齿轮。从电位计40输出与电位齿轮35的旋转角度相对应的信号。
[0073]电位计40通过导线40a而与刚性基板22连接，并通过形成于刚性基板22的配线图案而与连接器13电连接。电力从外部的控制装置(参照图8(a)、图8(b))经由与连接器13连接的电缆而供给至电位计40。在此，当从连接器13供给到电位计40的电力的极性从第一极性反转到第二极性时，施加到电位计40的电压的极性也反转。更具体而言，如图3 (a)所示，电位计40包括第一端子部V1、第二端子部V2及第三端子部S。电压经由第一端子部Vl和第二端子部V2而施加到电位计40，当供给到连接器13的电力的极性从第一极性反转到第二极性时，如图3 (b)、图3 (c)所示，第一端子部Vl和第二端子部V2在接地电极与正电极之间转换。来自电位计40的信号经由第三端子部S输出，并经由导线40a及连接器13输出到外部，然后输入到控制装置。
[0074]当第一极性的电力从控制装置朝电动机14供给时，电动机14的驱动力经由齿轮组16传递到输出齿轮15,输出齿轮15绕轴线L朝第一方向旋转。从与输出齿轮15 —体旋转的输出轴2输出第一方向的旋转。此外，此时，与供给到电动机14的电力相对应极性的电力即第一极性的电力被供给到电位计40，从电位计40输出表示第四小径齿轮34b的旋转角度的绝对位置的信号。该信号是表示输出轴2的旋转角度的信号。另一方面，当利用控制装置将与第一极性相反的第二极性的电力供给到电动机14时，电动机14的驱动力经由齿轮组16而传递到输出齿轮15。从与输出齿轮15 —体旋转的输出轴2输出第二方向的旋转。此外，此时，与供给到电动机14的电力相同极性的电力即第二极性的电力被供给到电位计40，从电位计40输出表示电位齿轮35 (第四小径齿轮34b)的旋转角度的绝对位置的信号。该信号是表示输出轴2的旋转角度的信号。
[0075]在此，如图3(b)、图3(c)所示，从电位计40输出的信号(电压)是从电位齿轮35的规定的可旋转角度范围的一端朝向另一端随着旋转角度的变化而线性变化的信号，是直接表示输出轴2从原点位置(可旋转角度范围的一端:电压为O的位置)朝旋转方向转过的旋转角度的信号。此外，在使供给到电动机14的电力的极性从第一极性反转到第二极性而使输出轴2的旋转方向从第一方向反转到第二方向的情况下，施加到电位计40的电力的极性也从第一极性反转到第二极性，此时，从电位计40输出的信号也是直接表示输出轴2从原点位置(可旋转角度范围的另一端:电压为O的位置)朝旋转方向转过的旋转角度的信号。因此，即便在输出轴朝第二方向旋转的情况下，也能获得与输出轴2朝第一方向旋转时获得的信号同样地表示以原点位置为基准的旋转角度的信号。因此，在输入有来自电位计40的信号的控制装置一侧，即便在输出轴2的旋转方向改变的情况下，也无需改变针对从电位计40输出的信号的处理，能把握输出轴2的旋转角度，从而能控制电动机14的驱动。
[0076](壳体)
[0077]接着,参照图1、图4?图6对壳体10进行详细说明。图4是从上方观察下壳体41的立体图。图5是中壳体42的立体图，其中，图5(a)是从上方观察中壳体42的立体图，图5(b)是从下方观察中壳体42的立体图。图6是从下方观察上壳体43的立体图。如图1所不，壳体10包括从下方朝上方层叠的下壳体41、中壳体(第一壳体)42及上壳体(第二壳体)43。如图2所示，在壳体10内收纳有电动机14、输出齿轮15及齿轮组16。
[0078]如图4所不,下壳体41包括:下表面成为壳体10的下表面IOb的底板部44 ；以及从底板部44的外周缘朝上方延伸的周壁部45。在底板部44的后端部分，沿宽度方向并排设置有电动机配置空间46和连接器装设部12，其中，上述电动机配置空间46供安装于中壳体42的电动机主体20及与电动机主体20的端子连接的刚性基板22配置，上述连接器装设部12供处于装设于刚性基板22的状态的连接器13载置。在底板部44的前端部分设有将输出齿轮15支承成可旋转的输出齿轮支承部47。输出齿轮支承部47包括从底板部44沿轴线方向突出的圆柱部47a,该圆柱部47a以插入设于输出齿轮15下端面的圆形凹部(未图示)的状态对输出齿轮15进行支承。输出齿轮支承部47的圆柱部47a作为输出齿轮15的径向轴承起作用，输出齿轮支承部47的底板部44作为输出齿轮15的推力轴承起作用。在电动机配置空间46与输出齿轮支承部47之间，设有对第一支轴36的下端予以保持的第一支轴下端保持部48a、对第二支轴37的下端予以保持的第二支轴下端保持部48b、对第三支轴38的下端予以保持的第三支轴下端保持部48c以及对第四支轴39的下端予以保持的第四支轴下端保持部48d。
[0079]如图5 (a)、图5 (b)所示，中壳体42的前端部分成为将输出齿轮15保持成可旋转的输出齿轮保持部50。如图5(a)所示，输出齿轮保持部50包括保持孔51，输出齿轮15的筒部26以可滑动的状态插入到保持孔51的内侧。此外，如图5(b)所示，在输出齿轮保持部50的保持孔51的外周侧设有朝上方凹陷的圆弧槽52。圆弧槽52的圆弧中心与保持孔51的中心一致，在圆弧槽52内插入被输出齿轮支承部47支承的输出齿轮15的旋转范围限定突起29。输出齿轮15的旋转范围因旋转范围限定突起29与圆弧槽52的周向端部抵接而被限定。[0080]在输出齿轮保持部50的后侧设有中间板部53、从中间板部53的外周缘朝上下方向延伸的周壁部54。中间板部53从输出齿轮保持部50的轴线L方向的中途朝后方延伸，在轴线L方向上局部地将壳体10的内部分隔为上侧(一侧)和下侧(另一侧)。中间板部53包括上层部分55、从上层部分55的下表面朝下方后退的下层部分56。下层部分56是在中间板部53的宽度方向上靠近第一侧面部分IOc—侧的部位，其设于与输出齿轮保持部50邻接的部位。在轴线L方向上的上层部分55的下表面与下层部分56的上表面之间设有开口部57。
[0081]如图5(b)所示，在上层部分55的下表面侧，在其后端部分设有电动机保持部58。电动机保持部58包括:供电动机主体20的上端面抵接的保持面58a ;以及用于使电动机14的转轴21从中间板部53朝上方突出的通孔58b。在电动机主体20的上端面设有从上端面突出的筒状的轴承部20b (参照图2)，通过轴承部20b与通孔58b的嵌合，限定了电动机14在径向上的位置。在电动机保持部58的侧方且靠壳体10的缺口部IOi的前方设有矩形的通孔59。在电动机保持部58与通孔59之间，设有用于使第一复合齿轮31的第一小径齿轮31b穿过的第一复合齿轮通孔60。在上层部分55的下表面上第一复合齿轮通孔60的前侧，朝向前方依次设有对第二支轴37的上端进行保持的第二支轴上端保持部61a、对第四支轴39的上端进行保持的第四支轴上端保持部61b。在下层部分56的下表面，设有对第三支轴38的上端进行保持的第三支轴上端保持部61c。
[0082]如图5(a)所示，在上层部分55的上表面侧的前侧部分设有凹部。凹部是供电位计40装设的电位计装设部62。此外，在上层部分55的上表面的后侧部分且靠壳体10的缺口部IOi的前侧位置设有通孔59。电位计装设部62和通孔59通过槽63而连通，其中，槽63沿形成壳体10的第二侧面部分IOd的周壁部54设置。使电动机14的转轴21朝上方突出的通孔58b位于通孔59的侧方。第一复合齿轮通孔60位于通孔59及通孔58b的前方。在下层部分56的上表面设有将电位齿轮35支承成可旋转的电位齿轮支承部64。
[0083]上壳体43层叠在中壳体42上,对中间板部53的上方进行覆盖。如图6所不,上壳体43包括:上表面成为壳体10的上表面IOa的盖板部70 ；以及从盖板部70的外周缘朝下方延伸的周壁部71。在盖板部70上形成有对第一支轴36的上端进行保持的第一支轴上端保持部72a、将电位齿轮35的旋转中心轴保持成可旋转状态的电位齿轮保持部72b。此夕卜，在盖板部70上，在覆盖中壳体42时与槽63相对的位置上设有导线按压突起73。当上壳体43覆盖中壳体42时，导线按压突起73的下端部分插入到槽63的中途。
[0084](齿轮电动机的组装)
[0085]图7是齿轮电动机的组装步骤的说明图，其中，图7(a)是表示未安装中壳体时的状态的图，图7(b)是表示安装了中壳体时的状态的图。在组装齿轮电动机I时，如图4、图7 (a)所不,将输出齿轮15载置于下壳体41的输出齿轮支承部47。此外,将第一支轴36、第二支轴37、第三支轴38、第四支轴39分别保持于下壳体41的第一支轴下端保持部48a、第二支轴下端保持部48b、第三支轴下端保持部48c及第四支轴下端保持部48d。此外，分别将第二复合齿轮32、第三复合齿轮33、第四复合齿轮34可旋转地支承于第二支轴37、第三支轴38、第四支轴39。
[0086]接着，将电动机14及连接器13装设于刚性基板22，并形成利用导线40a将刚性基板22与电位计40电连接的状态，然后使用螺钉将电动机14安装于中壳体42。然后，将该中壳体42从上方覆盖下壳体41，并将输出齿轮15的筒部26插入输出齿轮保持孔51。此夕卜，利用中壳体42的第二支轴上端保持部61a、第三支轴上端保持部61c、第四支轴上端保持部61b保持第二支轴37、第三支轴38、第四支轴39各自的上端。此外，形成利用中壳体42的周壁部54的下端缘按压刚性基板22的缘部的状态。此外，此时，使电位计40穿过在中间板部53的后侧部分形成的通孔59。藉此，使电位计40在中间板部53上位于与电动机14、连接器13及刚性基板22相反一侧，并将连接电位计40与刚性基板22的导线40a经由通孔59延伸出。此外，通过压入将小齿轮30安装于转轴21。
[0087]然后，使输出齿轮15旋转，并使输出齿轮15的旋转范围限定突起29与圆弧槽52的周向端部抵接。在该状态下将电位齿轮35载置于电位齿轮载置部64并使其与第四复合齿轮34的小径齿轮啮合，然后将电位计40设置于电位计装设部62，从而形成可利用电位计40检测出第四小径齿轮34b的旋转角度的状态。此外，此时，将连接电位计40与刚性基板22的导线40a配置于槽63内。
[0088]然后，将第一复合齿轮31支承于第一转轴36。藉此,形成第一复合齿轮31的第一大径齿轮31a与小齿轮30 B齿合的状态,第一复合齿轮31的第一小径齿轮31b从通孔58b突出到中间板部53的下方，形成与第二复合齿轮32的第二大径齿轮啮合的状态。此外，将电位计40与刚性基板22连接的导线40a处于穿过通孔并通过第一小径齿轮31b的轴线L方向的下方且在槽63内延伸至电位计装设部62的状态。该状态是图7(b)所示的状态。
[0089]在图7(b)所示的状态下，在中间板部53的上层部分55的上侧配置有安装于电动机14的转轴21的小齿轮30和第一复合齿轮31的第一大径齿轮31a。此外,槽63从电位计装设部62经由第一大径齿轮31a的下侧而到达通孔59。从轴线L方向观察时，通孔59与第一大径齿轮31a —部分重叠。此外，在中间板部53的上层部分55配置有电位计40，在下层部分56配置有电位齿轮35。将电位计40与刚性基板22连接的导线40a在槽63及通孔59内延伸，并通过第一大径齿轮31a的轴线L方向的下侧。
[0090]然后，使上壳体43从上方覆盖中壳体42，并利用上壳体43的第一支轴上端保持部72a来保持第一支轴36的上端。此外，利用电位齿轮保持部72b将电位齿轮35的中心轴保持成可旋转。在此，在使上壳体43从上方覆盖中壳体42时，上壳体43的导线按压突起73插入到中壳体42的槽63的中途，因此能利用导线按压突起73从上方按压在槽63内延伸的导线40a，从而形成导线40a不浮起的状态。
[0091](盖体驱动装置)
[0092]接着，对装设有齿轮电动机I的盖体驱动装置进行说明。图8是装设有适用了本实用新型的齿轮电动机I的盖体驱动装置的说明图，其中，图8(a)是表示齿轮电动机连接到盖体的一侧的图，图8(b)是表示齿轮电动机连接到盖体的另一侧的图。本实施方式的盖体驱动装置100包括:齿轮电动机I ;对齿轮电动机I进行驱动控制的控制装置101 ；以及将齿轮电动机I与控制装置101之间电连接的连接器电缆102。控制装置101基于从电位计40经由连接器电缆102送出的信号，对朝齿轮电动机I的电动机14的供电进行控制。控制装置101包括供连接器电缆102可装拆地连接的控制装置侧连接器101a。齿轮电动机I的输出轴2相对于绕预先确定的旋转中心轴线LI转动的盖体105，在该输出轴2的轴线L与旋转中心轴线LI 一致的状态下，与该盖体105连接。
[0093]连接器电缆102在一端具有可与齿轮电动机I的连接器13连接的第一连接器102a，在另一端具有可与控制装置侧连接器IOla连接的第二连接器102b。连接器电缆102包括用于进行对电动机14的供电的一对供电线、用于进行对电位计40的供电的一对供电线、用于获取来自电位计40的信号的信号线。用于进行对电位计40的供电的一对供电线与电位计40的第一端子部Vl及第二端子部V2电连接，信号线与电位计40的第三端子部S电连接。
[0094]此外，作为连接器电缆102，准备有第一连接器电缆102(1)和第二连接器电缆102(2)。第一连接器电缆102(1)是进行对电动机14的供电的一对供电线及进行对电位计40的供电的一对供电线分别是直通线的电缆，第二连接器电缆102(2)是进行对电动机14的供电的一对供电线及进行对电位计40的供电的一对供电线分别是交叉线的电缆。
[0095]在此，如图8(a)所示，在齿轮电动机I连接到盖体105的一侧的情形下，作为连接器电缆102，使用第一连接器电缆102(1)。在齿轮电动机I连接到盖体105的另一侧的情形下，如图8 (b)所示，作为连接器电缆102，使用第二连接器电缆102 (2)。
[0096](作用效果)
[0097]在本实施方式中，在使经由连接器13供给到电动机14的电力的极性反转时，输出轴2的旋转方向反转。因此，在将齿轮电动机I用作西式座便器的便座、便盖、设于洗衣机上表面的盖等的盖体驱动装置100的情形下，能用作与盖体105的旋转中心轴线的一侧的端部连接的类型和与另一侧的端部连接的类型的盖体驱动装置。
[0098]此外，在本实施方式中，作为检测输出轴2的旋转角度的角度检测机构17，使用电位计40，且在使供给到电动机14的电力的极性反转并使输出轴2的旋转方向改变时，使施加到电位计40的电压的极性也反转。因此，在输入有来自电位计40的信号的控制装置101一侧，即便在输出轴2的旋转方向改变的情况下，也无需改变针对从电位计40输出的信号的处理，能把握输出轴2的旋转角度，从而能控制电动机14的驱动。
[0099]此外，在本实施方式中，电位计40在壳体10的内部与连接器13连接，从控制装置101对电动机14供电和对电位计40施加电压是经由连接器13进行的。因此，通过改变将连接器13与控制装置101之间连接的连接器电缆102，能同时改变朝电动机14供给的电力的极性及朝电位计10施加的电压的极性。即，只需在进行朝电动机14及电位计40供电的各供电线是直通线的第一连接器电缆102(1)与进行朝电动机14及电位计40供电的各供电线是交叉线的第二连接器电缆102(2)之间更换电缆，就能容易地改变从控制装置101朝电动机14供给的电力的极性及朝电位计施加的电压的极性，并能容易地改变齿轮电动机I的输出轴2的旋转方向。
[0100]此外，在本实施方式中，中壳体42包括将壳体10内部在轴线L方向上部分分隔的中间板部53，在中间板部53的上侧(一侧)配置有电位计40，在下侧(另一侧)配置有输出齿轮15、齿轮组16中与输出齿轮15啮合的第四小径齿轮34b。此外，电位计40对与第四小径齿轮34b啮合的电位齿轮35的旋转角度进行检测。因此，电位计40不会与输出齿轮15及第四小径齿轮34b干涉。
[0101]此外，在中间板部53上设有可使电位计40从中间板部53的下侧朝上侧通过的通孔59，导线40a在通孔59内延伸。即，在本实施方式中，在组装齿轮电动机I时，在利用导线40a将刚性基板22与电位计40之间连接以后，使电位计40从中间板部53的下侧经由通孔59穿过到上侧，然后，将电位计40设置于中间板部53的电位计装设部62。在此，在将电位计40设置于电位计装设部62之后，在进行从刚性基板22延伸出的导线40a与电位计40的锡焊时，不易进行锡焊作业，焊锡可能会飞散到壳体10内，不过，在本实施方式中，由于是在对从刚性基板22延伸出的导线40a与电位计40进行锡焊之后，将电位计40设置于壳体10内的规定位置的，因此容易进行锡焊，焊锡也不会飞散到壳体10内。
[0102]此外,在本实施方式中，由于导线40a在设于从轴线L方向观察时与第一大径齿轮31a重叠位置的槽63内延伸，因此,能防止第一大径齿轮31a咬住导线40a。
[0103]此外,在本实施方式中，通孔59设于从轴线L方向观察时与第一大径齿轮31a局部重叠的位置。即，在中间板部53上，在被第一大径齿轮31a遮挡而成为死角的部分设置通孔59，因此，能防止因设置通孔59而导致齿轮电动机I大型化。
[0104]在此，在作为西式座便器的便座及便盖的开闭装置而使用两个本实施方式的盖体驱动装置100的情况下，由于便座的旋转中心轴与便盖的旋转中心轴线在较近的位置平行配置，因此，有时无法将各盖体驱动装置100的两个齿轮电动机I配置于便座及便盖的旋转中心轴线方向的一侧。即，有时各齿轮电动机I的壳体10会相互干涉,在将一个齿轮电动机I的输出轴2与便座的旋转中心轴同轴配置时，有时无法将另一个齿轮电动机I的输出轴2与便盖的旋转中心轴同轴配置。在这种情况下，根据本实施方式的盖体驱动装置100，由于能容易地改变输出轴2的旋转方向，因此可将另一个盖体驱动装置100的齿轮电动机I配置于便座及便盖的旋转轴线方向的另一侧，能使用两个相同的盖体驱动装置100来驱动便座和便盖。
【权利要求】
1.一种齿轮电动机，具有:电动机；输出齿轮；齿轮组，该齿轮组将所述电动机的旋转传递到所述输出齿轮；壳体，该壳体对所述电动机、输出齿轮及齿轮组进行收纳；以及输出轴，该输出轴与所述输出齿轮一体地旋转，且其一部分从设于所述壳体的开口突出到外部，其特征在于，还具有: 连接器，该连接器与外部的配线可装拆地连接；以及 电位计，该电位计为检测所述输出轴的旋转角度而设置于所述壳体内， 所述电动机及所述电位计在所述壳体内与所述连接器电连接， 来自所述电位计的信号经由所述连接器而输出到外部， 在使供给到所述连接器的电力的极性反转时，所述电动机的旋转方向反转，所述输出轴的旋转方向反转，且施加到所述电位计的电压的极性反转。
2.如权利要求1所述的齿轮电动机，其特征在于， 具有供所述电动机及所述连接器装设的基板， 所述壳体包括将该壳体的内部在所述输出轴的轴线方向上局部地分隔成一侧和另一侧的中间板部， 在所述中间板部的所述一侧配置有安装于从所述电动机的电动机主体突出的转轴上的小齿轮、在所述齿轮组中与所述小齿轮啮合的第一齿轮及所述电位计， 在所述中间板部的所述另一侧配置有所述电动机主体、所述输出齿轮、在所述齿轮组中与所述输出齿轮啮合的最终齿轮及所述基板， 所述电位计对与所述最终齿·轮啮合的电位齿轮的旋转角度进行检测。
3.如权利要求2所述的齿轮电动机，其特征在于， 具有将所述基板与所述电位计电连接的导线， 在所述中间板部上设有能供所述电位计从所述另一侧穿过到所述一侧的通孔， 所述导线在所述通孔内延伸。
4.如权利要求3所述的齿轮电动机，其特征在于， 在所述中间板部的所述一侧的面上形成有槽， 所述导线在所述槽内延伸， 所述槽设于在所述输出轴的轴线方向上与所述第一齿轮重叠的位置。
5.如权利要求4所述的齿轮电动机，其特征在于， 从所述输出轴的轴线方向观察时，所述通孔的至少一部分与所述第一齿轮重叠。
6.如权利要求5所述的齿轮电动机，其特征在于， 所述壳体包括:第一壳体，该第一壳体包括所述中间板部；以及第二壳体，该第二壳体层叠于所述第一壳体，将所述中间板部的所述一侧覆盖， 在所述第二壳体上设有导线按压突起，在所述第二壳体层叠在所述第一壳体上时，该导线按压突起进入所述槽内，防止所述导线的浮起。
7.一种盖体驱动装置，其特征在于，具有: 权利要求1至6中任一项所述的齿轮电动机； 控制装置，该控制装置基于来自所述齿轮电动机的所述电位计的信号，对朝所述电动机的供电进行控制；以及 电缆，该电缆经由所述连接器，将所述齿轮电动机与所述控制装置电连接，所述齿轮电动机的所述输出轴相对于绕预先确定的旋转中心轴线转动的盖体，在该输出轴的轴线与该旋转中心轴线一致的状态下，与该盖体连接。
8.如权利要求7所述的盖体驱动装置，其特征在于， 所述控制装置包括与所述电缆可装拆地连接的控制装置侧连接器， 所述电缆的一端经由所述连接器与所述齿轮电动机连接，另一端经由所述控制装置侧连接器与所述控制装置连接。
9.一种座便器，包括彼此的旋转中心轴线平行配置的便座及便盖，其特征在于， 包括两个权利要求7所述的盖体驱动装置， 两个所述盖体驱动装置中的一个盖体驱动装置的齿轮电动机的所述输出轴在所述便座的旋转中心轴线方向的一侧，在该输出轴的轴线与所述便座的旋转中心轴线一致的状态下，与所述便座连接， 两个盖所述体驱动装置中的另一个盖体驱动装置的齿轮电动机的所述输出轴在所述便座的旋转中心轴线方向的另一侧，在该输出轴的轴线与所述便盖的旋转中心轴线一致的状态下，与所述便盖连接。·
【文档编号】H02K11/00GK203645476SQ201320602955
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】丰田裕美子 申请人:日本电产三协株式会社