CN101042176A - 致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种致动器，在该致动器中，被向突出方向施加弹力的输出轴以可以沿轴向往复动作的方式支承于壳体，电动机以及设在电动机与输出轴之间的动力转换单元收纳在壳体中，在该致动器中，能够获得足够的密封性，并且丝杠轴容易组装，还实现了壳体的小型化和部件个数的减少。在第一半壳体的侧壁上设有贯通孔，丝杠轴构成动力转换单元的一部分，输出轴贯穿插入在贯通孔中，并且输出轴在轴向内端侧具有与上述丝杠轴旋合的旋合部，在上述输出轴上设有沿轴向延伸得较长的长孔，止挡件限制输出轴的轴向移动端，该止挡件在侧壁的内表面和旋合部之间贯穿插入在长孔中，并且配合并支承于第一半壳体，在丝杠轴的另一端部和第一半壳体之间设有涡卷弹簧。

Description

致动器
技术领域
本发明涉及一种例如发挥用于解除汽车的门锁装置的锁定状态的驱动力、燃料盖的盖体等的开闭动力的致动器，特别涉及这样的一种致动器：壳体由相互结合的第一半壳体和第二半壳体构成，被向从该壳体突出的一侧施加弹力的输出轴以能够沿轴向往复动作的方式支承于该壳体，动力转换单元设在电动机和上述输出轴之间，并用于将该电动机的旋转动力转换成向将上述输出轴拉入上述壳体内的一侧驱动上述输出轴的轴向动力，上述电动机和上述动力转换单元收纳在上述壳体中。
背景技术
这样的致动器通过专利文献1和专利文献2已经公知。
专利文献1：日本专利公报第3153474号
专利文献2：日本专利公报特开2004-257472号
但是，在上述专利文献1所公开的致动器中，减速传递电动机的旋转动力的丝杠轴与输出轴旋合，螺旋弹簧以围绕丝杠轴的方式设在输出轴与壳体之间，并且发挥向使输出轴从壳体突出的一侧施力的弹力。因此，在组装丝杠轴时，需要进行克服螺旋弹簧的弹力使该螺旋弹簧缩短的操作，因此不容易进行组装作业。而且，由于使输出轴贯穿插入的贯通孔形成在相互结合的一对半壳体之间，所以两个半壳体的结合面复杂化，难以获得良好的密封性。
另一方面，在专利文献2所公开的致动器中，通过在两个半壳体的一个上设置使输出轴贯穿插入的贯通孔来使两个半壳体的结合面简单化，以获得足够的密封性，但是由于在将电动机的旋转动力转换成输出轴的轴向动力的动力转换单元的一部分使用齿条和小齿轮，所以不得不将齿条的长度设定得比较长，另外，由于需要将小齿轮和电动机之间的减速机构的减速比设定得比较大，所以减速机构的设置空间变得比较大，从而导致壳体整体的大型化。而且，为了限制输出轴的轴向往复移动端，需要有一对止挡件，因此导致部件个数增多。
发明内容
本发明是鉴于该状况而完成的，其目的在于提供一种致动器，能够获得足够的密封性，并且丝杠轴容易组装，并且还实现了壳体的小型化和部件个数的减少。
为了实现上述目的，技术方案一所述的发明是一种致动器，在该致动器中，壳体由相互结合的第一半壳体和第二半壳体构成，被向从该壳体突出的一侧施加弹力的输出轴以能够沿轴向往复动作的方式支承于该壳体，动力转换单元设在电动机和上述输出轴之间，并用于将该电动机的旋转动力转换成向将上述输出轴拉入上述壳体内的一侧驱动上述输出轴的轴向动力，上述电动机和上述动力转换单元收纳在上述壳体中，其特征在于，
上述动力转换单元由丝杠轴、以及设在该丝杠轴与上述电动机之间的减速机构构成，在形成为箱状的第一半壳体的侧壁上设有贯通孔，上述输出轴在轴向内端侧具有与上述丝杠轴旋合的旋合部，并且该输出轴贯穿插入在上述贯通孔中，在上述输出轴上设有沿轴向延伸得较长的长孔，该长孔面向旋合在上述旋合部中的丝杠轴的一端侧，止挡件通过与上述长孔的长度方向两端壁抵接来限制上述输出轴的轴向移动端，该止挡件在第一半壳体所具有的上述侧壁的内表面和上述旋合部之间贯穿插入在上述长孔中，并且配合并支承于第一半壳体，在上述丝杠轴的另一端部和第一半壳体之间设有涡卷弹簧，该涡卷弹簧发挥这样的弹力：对上述丝杠轴向使上述输出轴从上述壳体突出的一侧旋转施力。
另外，在技术方案一所述的发明的结构的基础上，技术方案二所述的发明的特征在于，收纳上述涡卷弹簧的弹簧壳体配合并支承于第一半壳体，上述丝杠轴的另一端部与上述涡卷弹簧的内端卡合，上述涡卷弹簧的外端与上述弹簧壳体卡合。
而且，在技术方案一或二所述的发明的结构的基础上，技术方案三所述的发明的特征在于，上述贯通孔的截面形状形成为阻止上述输出轴旋转的形状。
根据技术方案一所述的发明，由于涡卷弹簧设在第一半壳体和丝杠轴之间，所以在将丝杠轴组装到第一半壳体侧时，不会承受涡卷弹簧的弹簧负荷，从而可以容易地进行组装。另外，在卷绕涡卷弹簧的同时对丝杠轴进行旋转操作，以使该丝杠轴旋合于因插入到贯通孔中而处于旋转被限制的状态的输出轴的内端部，接着通过将输出轴压入所产生的螺纹作用使丝杠轴旋转，然后将止挡件贯穿插入到输出轴的长孔中并使该止挡件与第一半壳体配合，这时输出轴借助于涡卷弹簧所发挥的弹力而移动，直到使输出轴的内端部的旋合部与上述止挡件抵接，由于在该状态下涡卷弹簧的设置负荷是确定的，所以弹簧负荷不会产生偏差。而且由于上述止挡件通过与长孔的轴向两端壁抵接来限制输出轴的往复移动端，所以能够在使用了单一的止挡件的部件个数较少的情况下限制输出轴的轴向两侧行程，并且能够限制输出轴的旋转。而且，通过使用丝杠轴作为动力转换机构的一部分，可以将减速机构的减速比设定得比较小，从而可以使用于配置减速机构的空间比较小，从而能够实现壳体的小型化。而且，通过在第一半壳体上设置使输出轴贯穿插入的贯通孔，能够使第一半壳体和第二半壳体的结合面为简单的形状，从而能够提高密封性。
另外，根据技术方案二所述的发明，通过在丝杠轴与收纳在弹簧壳体中的涡卷弹簧的内端连接的状态下，把弹簧壳体组装到第一半壳体上，能够将丝杠轴以及设在第一半壳体与丝杠轴之间的涡卷弹簧组装到第一半壳体上，从而能够容易地进行组装作业。
并且，根据技术方案三所述的发明，在组装时，在使丝杠轴与贯穿插入在贯通孔中的输出轴的旋合部旋合时，需要限制输出轴的旋转，但是由于仅通过将输出轴贯穿插入到贯通孔中就能够限制输出轴的旋转，所以不需要用手保持输出轴以限制该输出轴的旋转，从而能够更容易地进行组装作业。
附图说明
图1是致动器的局部剖切主视图。
图2是沿图1中的2-2线的剖面图。
图3是分解表示第一半壳体和组装在第一半壳体上的部件的图。
图4是沿图1中的4-4线的剖面图。
图5是沿图1中的5-5线的剖面图。
图6是输出轴和止挡件的立体图。
图7是沿图1中的7-7线的剖面图。
图8是涡卷弹簧和弹簧壳体的分解立体图。
标号说明
11：致动器；12：壳体；13：输出轴；15：电动机；16：动力转换单元；17：第一半壳体；17a：第一半壳体的侧壁；18：第二半壳体；28：丝杠轴；29：减速机构；40：贯通孔；44：旋合部；45：长孔；46：止挡件；56：弹簧壳体。
具体实施方式
图1～图8表示本发明的一个实施例，图1是致动器的局部剖切主视图，图2是沿图1中的2-2线的剖面图，图3是分解表示第一半壳体和组装在第一半壳体上的部件的图，图4是沿图1中的4-4线的剖面图，图5是沿图1中的5-5线的剖面图，图6是输出轴和止挡件的立体图，图7是沿图1中的7-7线的剖面图，图8是涡卷弹簧和弹簧壳体的分解立体图。
首先在图1中，该致动器11例如发挥用于解除汽车的门锁装置的锁定状态的驱动力，该致动器11包括：壳体12；输出轴13，其可以沿轴向往复移动地支承于该壳体12；涡卷弹簧14，其向增大该输出轴13从壳体12的突出量的一侧施力；电动机15；和动力转换单元16，其设在电动机15和输出轴13之间，并将该电动机15的旋转动力转换成向减小输出轴13从壳体12的突出量的一侧驱动输出轴13的轴向动力，上述输出轴13以使其一部分从上述壳体12突出的方式支承于该壳体12，上述涡卷弹簧14、上述电动机15和上述动力转换单元16收纳在上述壳体12中。
一并参照图2进行说明，上述壳体12构成为：由形成为箱状(函状)的合成树脂制的第一半壳体17、和封闭第一半壳体17的开口端的合成树脂制的第二半壳体18通过多个螺纹部件19、19…结合而成，在第一半壳体17的与第二半壳体18的结合面上设有沿着第二半壳体18的整周连成环状的第一配合槽20，并且还突出设置有环状的第一配合突部21，该第一配合突部21向第二半壳体18侧突出并形成第一配合槽20的内周侧。另一方面，在第二半壳体18的与第一半壳体17的结合面上设有：连成环状并且与第一配合槽20配合的第二配合突部22、和连成环状并与上述第一配合突部21配合的第二配合槽23。于是，使第二配合突部22与第一配合槽20配合，使第一配合突部21与第二配合槽23配合，并且紧固上述螺纹部件19、19…，由此在获得第一半壳体17和第二半壳体18之间的密封性的同时构成壳体12。
一并参照图3进行说明，第一半壳体17具有侧壁17a，该侧壁17a上一体地突出设置有连接器24的侧壁17a，上述连接器24用于实现外部与电动机15的电连接，在上述第一半壳体17上与上述侧壁17a相邻地形成有定位凹部25，该定位凹部25用于与电动机15的大致一半部分配合并对其进行定位，与定位凹部25配合的上述电动机15夹持在相互结合的第一半壳体17和第二半壳体18之间。
另外，动力转换单元16由丝杠轴28和齿轮式减速机构29构成，上述丝杠轴28具有与上述电动机15的旋转轴线平行的轴线；上述减速机构29将上述电动机15的旋转动力减速传递至上述丝杠轴28。该减速机构29包括：设在上述电动机15的电动机轴34上的驱动锥齿轮30；与该驱动锥齿轮30啮合的第一空转锥齿轮31；与第一空转锥齿轮31形成为一体的第二空转锥齿轮32；和与第二空转锥齿轮32啮合的从动锥齿轮33。
从电动机15突出的电动机轴34的前端的一半部分与设在第一半壳体17上的第一轴承凹部35配合，在第一半壳体17和第二半壳体18结合时，上述电动机轴34的前端部可以旋转地支承在第一轴承凹部35、和从第二半壳体18朝向第一轴承凹部35侧突出的突部(未图示)之间。另外，形成为一体的第一空转锥齿轮31和第二空转锥齿轮32可旋转地由贯穿这些空转锥齿轮31、32的中心部的第一支轴36支承，第一支轴36的两端在上述两空转锥齿轮31、32的两侧配合并支承于设在第一半壳体17上的第二轴承凹部37和第三轴承凹部38。而且，在第二半壳体18上一体地突出设置有分别朝向第二轴承凹部37和第三轴承凹部38侧突出的突部(未图示)，通过第一半壳体17和第二半壳体18的结合，阻止了第一支轴36从第二轴承凹部37和第三轴承凹部38脱离。
在第一半壳体17上，在突出设置有上述连接器24的侧壁17a上一体地突出设置有导向筒部39，该导向筒部39具有与电动机15的旋转轴线平行的轴线，在设于该导向筒部39内和上述侧壁17a的贯通孔40中，插入贯穿有在外端部具有连接孔41的输出轴13，覆盖输出轴13的大部分的套管42的两端安装在输出轴13的外端附近的部分和导向筒部39上。
一并参照图4～图6进行说明，上述输出轴13在彼此相反的侧面具有相互平行的一对平坦面13a、13a，并且该输出轴13的横截面形状形成为非圆形，上述贯通孔40的横截面形状与输出轴13的外表面形状对应，也形成为非圆形的横截面形状，特别是为了尽量减小设有贯通孔40的第一半壳体17的深度以实现壳体12的小型化，上述贯通孔40形成为：使上述输出轴13以上述两平坦面13a…与第一半壳体17的深度方向正交的姿态插入在上述贯通孔40中。通过使输出轴13贯穿插入到这样的贯通孔40中，阻止了输出轴13的旋转，但是上述贯通孔40形成为在组装时允许输出轴13略微旋转。
在该输出轴13的配置在壳体12内的内端部设有旋合部44，该旋合部44具有与上述丝杠轴28旋合的螺纹孔43，在输出轴13上设置有面向旋合在该旋合部44中的丝杠轴28的一端侧的长孔45，该长孔45开设在上述两个平坦面13a…上，并且沿轴向延伸得较长，长孔45形成为其横截面形状是矩形。
在第一半壳体17中的上述侧壁17a的内表面和上述旋合部44之间配置有长方体形状的止挡件46，该止挡件46贯穿插入在上述长孔45中，该止挡件46通过与上述长孔45的长度方向两端壁抵接来限制上述输出轴13的轴向移动端，该止挡件46的一端配合并支承于第一半壳体17，在第一半壳体17和第二半壳体18结合时，上述止挡件46的另一端与第二半壳体18配合。
另外，上述丝杠轴28从其轴向一端侧按顺序一体地具有：螺纹部28a，其在外周刻有与上述螺纹孔43旋合的螺纹47；和支承部28b，其形成为外周面呈圆形的短圆柱状，且与上述螺纹部28a同轴地相连，上述从动锥齿轮33形成为在上述螺纹部28a的相反侧与上述支承部28b同轴地连成一体。
这样，如图2所示，上述支承部28b可以旋转地夹持在分别设于第一半壳体17和第二半壳体18的轴承部48、49之间。另外，从动锥齿轮33配置在鼓出部51、52内，该鼓出部51、52分别设在第一半壳体17和第二半壳体18上，并且向外鼓出，丝杠轴28的轴向位置通过这些鼓出部51、52而被限制。
另外，丝杠轴28一体地具有弹簧卡合部28c，该弹簧卡合部28c与上述从动锥齿轮33同轴地连成一体，在从该弹簧卡合部28c到上述从动锥齿轮33和上述支承部28b的范围内，第二支轴53的一端侧同轴地插入在丝杠轴28的另一端部侧，从丝杠轴28突出的第二支轴53的另一端部配合并支承在设于第一半壳体17的第四轴承凹部54中。而且，在第二半壳体18上一体地突出设置有朝向第四轴承凹部54侧突出的突部55，通过第一半壳体17和第二半壳体18的结合，阻止了第二支轴53从第四轴承凹部54脱离。
一并参照图7和图8进行说明，在上述丝杠轴28的另一端部和第一半壳体17之间设有涡卷弹簧14，该涡卷弹簧14发挥这样的弹力：对上述丝杠轴28向使上述输出轴13从上述壳体12突出的一侧旋转施力，该涡卷弹簧14收纳在弹簧壳体56中。
另外，在上述丝杠轴28的另一端部即卡合部28c的例如沿周向隔开相等间隔的两个部位，分别设有卡定孔57、57，在这些卡定孔57…的某一个中卡合有设于上述涡卷弹簧14内端的弯曲卡合部14a。另外，设于涡卷弹簧14外端的弯曲卡合部14b与上述弹簧壳体56卡合。
上述弹簧壳体56配合支承于第一半壳体17，在第一半壳体17和第二半壳体18结合的状态下，上述弹簧壳体56夹持在第一半壳体17和第二半壳体18之间。
下面说明本实施例的作用，动力转换单元16设在电动机15和输出轴13之间，用于将电动机15的旋转动力转换成向将上述输出轴13拉入上述壳体12内的一侧驱动上述输出轴13的轴向动力，上述动力转换单元16由丝杠轴28、以及设在该丝杠轴28与电动机15之间的减速机构29构成，在丝杠轴28和第一半壳体17之间设有涡卷弹簧14，该涡卷弹簧14发挥这样的弹力：对丝杠轴28向使输出轴13从壳体12突出的一侧旋转施力。因此，在将丝杠轴28组装到第一半壳体17侧时，不会承受涡卷弹簧14的弹簧负荷，因而组装变得容易。而且，通过使用丝杠轴28作为动力转换单元16的一部分，可以将减速机构29的减速比设定得比较小，从而可以使用于配置减速机构29的空间比较小，从而能够实现壳体12的小型化。
另外，在形成为箱状的第一半壳体17的侧壁17a上设有贯通孔40，输出轴13贯穿插入在贯通孔40中，并且该输出轴13在轴向内端侧具有与丝杠轴28旋合的旋合部44，在上述输出轴13上设有沿轴向延伸得较长的长孔45，该长孔45面向旋合在旋合部44中的丝杠轴28的一端侧，止挡件46通过与长孔45的长度方向两端壁抵接来限制输出轴13的轴向移动端，该止挡件46在第一半壳体17所具有的侧壁17a的内表面和旋合部44之间贯穿插入在长孔45中，并且配合并支承于第一半壳体17。
因此，在卷绕涡卷弹簧14的同时对丝杠轴28进行旋转操作，使该丝杠轴28旋合于因插入到贯通孔40中而处于旋转被限制的状态的输出轴13的内端部，接着通过将输出轴13压入所产生的螺纹作用使丝杠轴28旋转，然后将止挡件46贯穿插入到输出轴13的长孔45中并使该止挡件46与第一半壳体17配合，这时输出轴13借助于涡卷弹簧14发挥的弹力而移动，直到使输出轴13的内端部的旋合部44与上述止挡件46抵接，由于涡卷弹簧14的扭转转数通过丝杠轴28的转数而被确定，所以涡卷弹簧14的设置负荷被确定，因此弹簧负荷不会产生偏差。另外，通过在第一半壳体17上设置使输出轴13贯穿插入的贯通孔40，能够使第一半壳体17和第二半壳体18的结合面为简单的形状，从而能够提高密封性。另外，由于止挡件46通过与长孔45的轴向两端壁抵接来限制输出轴13的往复移动端，所以能够在使用单一的止挡件46的部件个数较少的情况下限制输出轴13的轴向两侧行程，并且能够限制输出轴13的旋转。
而且，由于收纳有涡卷弹簧14的弹簧壳体56配合并支承于第一半壳体17，丝杠轴28的另一端部与涡卷弹簧14内端的弯曲卡合部14a卡合，涡卷弹簧14外端的弯曲卡合部14b与弹簧壳体56卡合，所以通过在丝杠轴28与收纳在弹簧壳体56中的涡卷弹簧14的内端连接的状态下，把弹簧壳体56组装到第一半壳体17上，能够将丝杠轴28以及设在第一半壳体17与丝杠轴28之间的涡卷弹簧14组装到第一半壳体17上，从而能够容易地进行组装作业。
另外，在将丝杠轴28旋合在贯穿插入于贯通孔40中的输出轴13的旋合部44中时，需要限制输出轴13的旋转，但是由于贯通孔40的截面形状形成为阻止输出轴13旋转的形状，因此仅通过将输出轴13贯穿插入到贯通孔40中就能够限制输出轴13的旋转，而不需要用手保持输出轴13以限制该输出轴13的旋转，从而能够更容易地进行组装作业。
以上说明了本发明的实施例，但是本发明并不限于上述实施例，可以在不脱离权利要求书所记载的范围的情况下对本发明进行各种设计变更。

Claims (3)

1、一种致动器，在该致动器中，壳体(12)由相互结合的第一半壳体(17)和第二半壳体(18)构成，被向从该壳体(12)突出的一侧施加弹力的输出轴(13)以能够沿轴向往复动作的方式支承于该壳体(12)，动力转换单元(16)设在电动机(15)和上述输出轴(13)之间，并用于将该电动机(15)的旋转动力转换成向将上述输出轴(13)拉入上述壳体(12)内的一侧驱动上述输出轴(13)的轴向动力，上述电动机(15)和上述动力转换单元(16)收纳在上述壳体(12)中，其特征在于，
上述动力转换单元(16)由丝杠轴(28)、以及设在该丝杠轴(28)与上述电动机(15)之间的减速机构(29)构成，在形成为箱状的第一半壳体(17)的侧壁(17a)上设有贯通孔(40)，上述输出轴(13)在轴向内端侧具有与上述丝杠轴(28)旋合的旋合部(44)，并且该输出轴(13)贯穿插入在上述贯通孔(40)中，在上述输出轴(13)上设有沿轴向延伸得较长的长孔(45)，该长孔(45)面向旋合在上述旋合部(44)中的丝杠轴(28)的一端侧，止挡件(46)通过与上述长孔(45)的长度方向两端壁抵接来限制上述输出轴(13)的轴向移动端，该止挡件(46)在第一半壳体(17)所具有的上述侧壁(17a)的内表面和上述旋合部(44)之间贯穿插入在上述长孔(45)中，并且配合并支承于第一半壳体(17)，在上述丝杠轴(28)的另一端部和第一半壳体(17)之间设有涡卷弹簧(14)，该涡卷弹簧(14)发挥这样的弹力：对上述丝杠轴(28)向使上述输出轴(13)从上述壳体(12)突出的一侧旋转施力。
2、根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，
收纳上述涡卷弹簧(14)的弹簧壳体(56)配合并支承于第一半壳体(17)，上述丝杠轴(28)的另一端部与上述涡卷弹簧(14)的内端卡台，上述涡卷弹簧(14)的外端与上述弹簧壳体(56)卡合。
3、根据权利要求1或2所述的致动器，其特征在于，
上述贯通孔(40)的截面形状形成为阻止上述输出轴(13)旋转的形状。
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