CN101233337A - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具备机壳(11)和收容于该机壳的电磁离合器机构(14)的驱动装置。电磁离合器机构(14)具有可自由旋转地支承于机壳(11)的衔铁(41)、与衔铁(41)相面对配置且可自由旋转地支承于机壳(11)的转子(42)、以及线圈(46)。转子(42)的外周面固定有环形磁铁(44)。配置于机壳(11)中的传感器(15)检测磁铁(44)随转子(42)旋转的极性变化。磁铁(44)具有在轴向越过衔铁(41)与转子(42)的相接面而在衔铁(41)侧延伸的环形壁部(44b)，环形壁部(44b)从衔铁(41)向径向外侧隔离开来。该环形壁部(44b)抑制随着电磁离合器机构14的动作所产生的磨损粉末的飞散。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及具备电磁离合器机构的驱动装置。
背景技术
近年来，作为驱动装置已知例如专利文献1、2等所公开的各种装置。这些驱动装置具备收容在机壳中的电磁离合器机构。该电磁离合器机构具有衔铁、转子及线圈。蜗轮相对转轴以可绕之自由旋转地配置，其中，该转轴可旋转地支承于机壳，衔铁配置于该蜗轮的轴向一侧，并且以与该蜗轮一体旋转的方式连结于该蜗轮。转子与衔铁相面对地配置并且以与该转轴一体旋转的方式支承于转轴，可以通过向线圈通电而在其与衔铁之间进行摩擦接合。
另外，转子的外周面嵌合有环形磁铁。与该磁铁相面对地配置有用于检测磁铁伴随着转子的旋转发生的极性变化的传感器。在轴向上，该转子及磁铁进行了校准，由此可以实现电磁离合器机构在轴向上的小型化。
然而，伴随着上述电磁离合器机构的动作而产生的磨损粉末，若朝向含有上述传感器的电路基板飞散，则会成为传感器发生短路故障的原因。另外，例如当采用把电子控制装置一体地收容于机壳中的结构的情况下，还会成为引起搭载有如微型计算机等重要且精细部件的电子控制装置发生短路故障的原因。
专利文献1：日本特开2000-179233号公报
专利文献2：日本特开2003-74255号公报
发明内容
本发明的目的在于提供可以抑制随着电磁离合器机构的动作而产生的磨损粉末飞散的驱动装置。
为了达成上述目的，根据本发明提供一种驱动机构，其具备机壳；被收容于上述机壳的电磁离合器机构。电磁离合器机构具有可旋转地支承于上述机壳的被吸引体、与该被吸引体相面对配置且可旋转地支承于上述机壳的旋转体、以及线圈。上述被吸引体与上述旋转体之间随着向上述线圈的通电而产生电磁吸引力，由此使被吸引体与旋转体摩擦接合，以便在上述被吸引体与上述旋转体之间进行动力传递。环形磁铁被固定于上述旋转体的外周面，该磁铁具有多个沿着周向配置的磁极。传感器在上述磁铁的径向外侧以与该磁铁相面对配置的方式保持于上述机壳。传感器检测上述磁铁的伴随着上述旋转体旋转的极性变化。上述磁铁具有在轴向越过上述被吸引体与上述旋转体的相接面而在被吸引体侧延伸的环形壁部。该环形壁部从上述被吸引体向径向外侧隔离开来。
也可是，上述驱动装置，还具备收容在上述机壳中并且控制上述电磁离合器机构的控制装置。
根据本发明，伴随着上述电磁离合器机构的动作产生的磁性材料的磨损粉末，被向上述磁铁吸引，并且被存留于上述被吸引体与上述环形壁部之间所形成的空间中，由此抑制飞散的情况。所以，可以防止上述磨损粉末向上述传感器飞散的情况，可以防止该传感器的短路故障。另外，当在上述机壳中收容有控制上述电磁离合器机构的控制机构的情况下，可以防止上述磨损粉末向上述控制装置飞散的情况，可以防止该控制装置的短路故障。
在本发明的一方式中，上述环形壁部，是通过在上述磁铁的内周面形成朝向径向外侧凹陷的凹部，而从被吸引体向径向外侧隔离开来。此时，优选地，上述被吸引体具有与上述旋转体的外径相等的外径。
这样的话，上述被吸引体可以在上述旋转体的相面对面整个范围接触。所以，可以极大地确保上述被吸引体与上述旋转体进行摩擦接合的面积，可以提高被吸引体与旋转体之间的动力传递的能力。
在本发明的另一方式中，上述被吸引体具有比上述旋转体的外径还小的外径。此时，优选地，上述磁铁在其轴向整个范围内具有一定的内径。这样的话，磁铁的制造变得容易。
附图说明
图1是本发明一实施方式涉及的驱动装置的俯视图。
图2是图1的驱动装置的主视图。
图3是沿着图1的3-3线的剖视图。
图4是沿着图1的4-4线的剖视图。
图5是图3的局部放大剖视图。
图6是表示本发明的变形方式的局部剖视图。
具体实施方式
下面，基于附图对将本发明具体化了的一实施方式进行说明。
如图1～图4所示，驱动装置10具备：机壳11、马达12、减速机构13、摩擦式电磁离合器机构14、传感器15、以及作为控制装置的电子控制装置(下面，称为“ECU”)16。减速机构13和电磁离合器机构14构成驱动传递机构部。上述机壳11具备：壳体17、ECU罩18、马达机壳部19。
上述壳体17由树脂材料制成，并且具有一体的第一壳体部17a和第二壳体部17b。第一壳体部17a与第二壳体部17b相互朝向相反的方向，即图3中各自朝向上侧及下侧地形成开口，由此壳体17呈剖面近似S字形。该第一壳体部17a与第二壳体部17b的交界部形成有沿着马达12的轴向延伸的隔壁17c(参照图3)。如后所述，上述第一壳体部17a形成用于收容上述电磁离合器机构14等的第一空间S1，上述第二壳体部17b形成用于收容上述ECU16等的第二空间S2。该第一与第二空间S1、S2由上述隔壁17c隔开。
上述马达机壳部19安装于上述第一壳体部17a，封闭了上述第一空间S1。该马达机壳部19与第一壳体部17a在它们的外周部3个部位利用螺栓22(参照图1及图3)紧固并固定。马达机壳部19与第一壳体部17a一同形成机壳11的第一收容部11a。
上述ECU罩18由树脂形成，安装于上述第二壳体部17b，封闭了上述第二空间S2。该ECU罩18与第二壳体部17b一同形成机壳11的第二收容部11b。
上述马达12借助缓冲材料21(参照图1及图2)载置在上述第二壳体部17b上。马达12具有轭状机壳12a，该轭状机壳12a紧固于马达机壳部19，由此把马达12固定于机壳11。
如图3所示，上述减速机构13及上述电磁离合器机构14，被收容于上述第一收容部11a。具体而言，离合器轴25借助轴承23、24可自由旋转地支承于上述第一收容部11a。该离合器轴25具有从马达机壳部19突出的轴向端部(前端部)，其可用于与外部之间传递旋转。上述减速机构13具备固定于上述马达12的转轴的蜗杆31及与该蜗杆31啮合的蜗轮32，该蜗杆31与蜗轮32通过啮合使马达12的旋转减速。上述蜗轮32绕离合器轴25相对自由旋转地支承在上述离合器轴25的轴向中间部处。
上述电磁离合器机构14具备衔铁41、转子42及电磁线圈体43。作为被吸引体的上述衔铁41绕上述离合器轴25以相对自由旋转的形态被支承。即衔铁41借助离合器轴25，实际上可自由旋转地支承于机壳11(第一收容部11a)。该衔铁41通过其与上述蜗轮32的接合而与该蜗轮32一体地旋转。
即，在上述蜗轮32与衔铁41相面对的面(图3中的下面)上形成有多个沿着轴向延伸的突起32b。另外，上述衔铁41由磁性材料(铁等)形成为圆盘形，并且被配置于比上述蜗轮32还靠近轴承24的位置。在衔铁41上与上述突起32b对应地形成有多个接合孔41a，该接合孔41a贯通轴向地延伸。上述衔铁41通过把突起32b嵌合于这些接合孔41a，从而连结成与蜗轮32一体地旋转。
作为旋转体的上述转子42由磁性材料(铁等)形成为圆盘形，具有与上述衔铁41的外径相等的外径。转子42与衔铁41相面对地配置，且以与上述离合器轴25一体旋转的方式嵌合于该离合器轴25上。与衔铁41相面对的转子42的面、即相对面42a，埋设有由磁性材料或非磁性材料制成的摩擦板。所以，上述转子42与上述衔铁41可以通过该摩擦板摩擦接合。若转子42与衔铁41发生摩擦接合，则形成电磁离合器机构14的接合状态，若转子42与衔铁41的摩擦接合被解除，则形成电磁离合器机构14的非接合状态。
上述转子42具有向径向外侧延伸的圆环形定位凸缘42b。在转子42的外周面上粘接固定有圆环形磁铁44，该磁铁44通过与上述定位凸缘42b相接，而相对转子42在轴向上定位。该磁铁44与转子42一体地旋转。上述磁铁44具有多个磁极，这些磁极包括沿着磁铁44的周向交替地配置的S极和N极。
图5对图3的局部进行放大表示。如该图5所示，本实施方式的磁铁44在轴向上越过上述衔铁41和转子的相接面(滑接面)，延伸到蜗轮32侧。上述磁铁44向该蜗轮32侧所延伸的部分具有圆环形凹部44a。凹部44a形成于磁铁44的内周面的轴向一端部。凹部44a在如下的轴向范围内形成，即从磁铁44的轴向一端部开始，越过上述衔铁41与转子42的相接面到转子42侧的位置为止的范围。和上述凹部44a对应的磁铁44的部位，形成环形壁部44b，其从衔铁41向径向外侧隔离开来。
伴随着上述电磁离合器机构14的动作产生的磁性材料(铁等)的磨损粉末被磁铁44吸引，并且存留于上述凹部44a、即衔铁41的外周面与上述环形壁部44b之间所形成的空间，由此可以抑制飞散的情况。其中，磨损粉末包括摩擦板生成的粉末、衔铁41生成的金属粉末、以及转子42生成的金属粉末。
上述电磁线圈体43具备磁芯45和线圈46，并且在轴向上夹持转子42地与衔铁41相面对。上述磁芯45由磁性材料形成为圆环形，具有朝向上述转子42开口的凹部45a。另一方面，上述转子42具有朝向磁芯45开口的凹部42c。磁芯45在配置于转子42的凹部42c内的状态下，利用多根螺栓47(图4中仅图示一根)紧固并固定于上述壳体17的第一壳体部17a。上述线圈46被卷绕于环形卷筒48，在收容于磁芯45的凹部45a的状态下，被固定于该磁芯45。上述线圈46的末端贯通磁芯45而被从凹部45a导出，并且与导线49电连接(参照图3)。
线圈46经上述导线49接受从外部供给来的电力。如图3所示，上述壳体17的隔壁17c形成有允许上述导线49穿过的通孔17f。从收容于上述第一空间S1中的电磁离合器机构14的线圈46延伸出来的导线49，穿过通孔17f被导入第二空间S2内。导线49的末端与配置在第二空间S2中的连接器49a相连接。
如图4所示，上述传感器15被配置成与上述磁铁44的外周面相面对。即，上述壳体17的隔壁17c形成有使上述第一空间S1与上述第二空间S2连通的通孔17g。上述传感器15具备霍尔集成电路基板51、以及被安装于该霍尔集成电路基板51的作为磁性检测元件的霍尔集成电路52。霍尔集成电路51配置为堵塞上述通孔17g，并且霍尔集成电路52安装于霍尔集成电路基板51向上述第一空间S1露出的面，并且与上述磁铁44的表面(外周面)相面对。霍尔集成电路基板51的宽度方向两侧缘部(图4中与纸面相垂直的方向的两侧缘部)，插入到形成于上述壳体17的一对保持壁部17h(图4中仅图示一侧)中而被保持。在该状态下，形成于上述ECU罩18的保持壁部18b压接于霍尔集成电路基板51，由此将霍尔集成电路基板51保持于上述壳体17与ECU罩18之间。
上述传感器15，通过从上述霍尔集成电路基板51向上述第二空间S2延伸出来的软线53与上述ECU16电连接。传感器15与上述磁铁44一同构成检测转子42的旋转状态的旋转检测装置。伴随着转子42的旋转，磁铁44与传感器15相面对的部位的极性，在S极与N极之间交替地变化。传感器15把与该磁铁44的极性的变化对应的信号输出到上述ECU16中，ECU16基于该信号来把握转子42的旋转状态。
上述ECU被收容并保持于上述第二空间S2(第二收容部11b)中，并且通过由上述ECU罩18封闭该第二空间S2来对其进行保护。该ECU16具备用于安装各种电气部件的ECU基板61。如图3所示，上述ECU基板61安装有用于嵌合且装上上述连接器49a的连接器座63。上述ECU16通过从上述连接器49a延伸出来的导线49，与上述电磁离合器机构14的电磁线圈体43电连接。ECU16通过控制对电磁线圈体43的通电/非通电来驱动控制电磁离合器机构14。
上述ECU16与上述马达12电连接。ECU16通过控制对马达12通电/非通电来驱动控制马达12。
如上所述，本实施方式中，上述机壳11的第一收容部11a收容有驱动传递机构部(减速机构13及电磁离合器机构14)，并且机壳11的第二收容部11b收容有ECU16，这样上述马达12、驱动传递机构部、上述传感器15以及ECU16被单元化。
下面，将对上述驱动装置10的动作进行说明。若通过ECU16的控制使上述电磁线圈体43处于通电状态，则上述电磁线圈体43形成磁场，在衔铁41与转子42之间产生电磁吸引力，由此将衔铁41吸附于转子42。其结果是，衔铁41与转子42相互摩擦接合，由此使电磁离合器14形成接合状态。在该接合状态下，当通过ECU的控制驱动马达12时，则蜗轮32旋转，并且衔铁41因与该蜗轮32为一体而旋转。衔铁41的旋转，传递到与该衔铁41摩擦接合的转子42。由此，转子42旋转，进而上述离合器轴25与转子42一同旋转。
另一方面，若通过ECU16的控制使上述电磁线圈体43处于非通电状态，则电磁离合器机构14为非接合状态。在该状态下，若通过外力使上述离合器轴25旋转，则转子42与该离合器轴25一同旋转。此时，转子42的旋转，不会传递到衔铁41，转子42相对衔铁41滑动。这样，允许上述离合器轴25在外力作用下的顺滑地旋转。
如上详细所述，根据本实施方式可以获得下述的优点。
(1)本实施方式中，上述磁铁44具有越过衔铁41与转子42的相接面(滑接面)而在衔铁41侧向轴向延伸的环形壁部44b。即，磁铁44在轴向跨越衔铁41与转子42的相接面(滑接面)而延伸。而且，环形壁部44b向径向外侧相对衔铁41隔离开来。所以，伴随着上述电磁离合器机构14的动作产生的磁性材料(铁等)的磨损粉末，被向上述磁铁44吸引，并且被存留于上述衔铁41与上述环形壁部44b之间所形成的空间(凹部44a)，由此抑制飞散的情况。也就是，上述环形壁部44b发挥吸引上述磨损粉末的机能，并且发挥抑制该磨损粉末向外部的飞散的作为“堤防”的机能。所以，可以防止上述磨损粉末朝向上述传感器15(例如朝向霍尔集成电路基板51)飞散，可以防止该传感器15的短路故障等。另外，可以防止上述磨损粉末朝向ECU16飞散而侵入该ECU16的情况，可以防止ECU16的短路故障。
(2)本实施方式中，上述环形壁部44b，因具有从上述磁铁44的内周面向径向外侧凹陷的凹部44a，而从上述衔铁41向径向外侧留有间隔。也就是，在与衔铁41的外周面径向相面对的磁铁44的内周面的部位形成有凹部44a，由此使环形壁部44b从衔铁41向径向外侧隔离开来。因此，可以使衔铁41的外径与上述转子42的外径(换言之，磁铁44的除环形壁部44b以外的部位的内径)相等，上述衔铁41可以与上述转子42在相面对面42a整体范围内接触。所以，可以极大地确保衔铁41与转子42摩擦接合的面积，可以使衔铁41与转子42之间的动力传递能力得以提高。
(3)本实施方式中，由于可以避免搭载有微型计算机等重要且精细的部件的ECU16的短路故障，所以可以提高驱动装置10的可靠性。
(4)本实施方式中，由于机壳11(壳体17、ECU罩18及马达机壳部19)以收容上述电磁离合器机构14、传感器15及ECU16等形态被制为单元化，所以可以节约这些部件14、15、16的配置空间，进而可以提供驱动装置10的搭载性能。
另外，上述实施方式可以如下所示地变换。
如图6所示，也可以采用具有比上述转子42的外径还小的外径的衔铁71，并在粘接固定于转子42的外周面的圆环形磁铁72上，形成图5所示那样的凹部44a。该磁铁72中，越过衔铁71与转子42的相接面(滑接面)而在衔铁71侧沿轴向延伸的部位，形成圆环形的突出部72a。突出部72a形成从衔铁71向径向外侧隔离开来的环形壁部。也就是，在轴向整体的范围内具有一定内径的磁铁72的局部形成突出部72a，可以利用该突出部72a作为抑制上述磨损粉末的飞散的环形壁部。因此，磁铁72的制造变得容易。
还可以采用霍尔集成电路52以外的磁性检测元件作为检测元件。
在上述实施方式中，摩擦板还可以埋设于衔铁41而不是埋设于转子42。另外，为了使转子42与衔铁41摩擦接合未必一定采用摩擦板。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1. (修改后)一种驱动装置，具备：
机壳；
被收容于上述机壳的电磁离合器机构，该电磁离合器机构具有可旋转地支承于上述机壳的被吸引体、与该被吸引体相面对配置且可旋转地支承于上述机壳的旋转体、以及线圈，上述被吸引体与上述旋转体之间会随着向上述线圈通电，而产生电磁吸引力，由此使被吸引体与旋转体摩擦接合，以便在上述被吸引体与上述旋转体之间进行动力传递；
被固定于上述旋转体的外周面的环形磁铁，该磁铁具有多个沿着周向配置的磁极；以及
在上述磁铁的径向外侧以与该磁铁相面对配置的方式保持于上述机壳的传感器，该传感器检测上述磁铁的伴随着上述旋转体旋转的极性变化，
其特征在于，
上述磁铁具有在轴向越过上述被吸引体与上述旋转体的相接面而延伸到被吸引体侧的环形壁部，该环形壁部，是通过在上述磁铁的内周面形成朝向径向外侧凹陷的凹部，而被从被吸引体向径向外侧隔离开来。
2. 根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还具备收容在上述机壳中并且控制上述电磁离合器机构的控制装置。
3. (删除)
4. (修改后)根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，上述被吸引体具有与上述旋转体的外径相等的外径。
5. 根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，上述被吸引体具有比上述旋转体的外径还小的外径。
6. (删除)

Claims (6)

1.一种驱动装置，具备：
机壳；
被收容于上述机壳的电磁离合器机构，该电磁离合器机构具有可旋转地支承于上述机壳的被吸引体、与该被吸引体相面对配置且可旋转地支承于上述机壳的旋转体、以及线圈，上述被吸引体与上述旋转体之间会随着向上述线圈通电，而产生电磁吸引力，由此使被吸引体与旋转体摩擦接合，以便在上述被吸引体与上述旋转体之间进行动力传递；
被固定于上述旋转体的外周面的环形磁铁，该磁铁具有多个沿着周向配置的磁极；以及
在上述磁铁的径向外侧以与该磁铁相面对配置的方式保持于上述机壳的传感器，该传感器检测上述磁铁的伴随着上述旋转体旋转的极性变化，
其特征在于，
上述磁铁具有在轴向越过上述被吸引体与上述旋转体的相接面而延伸到被吸引体侧的环形壁部，该环形壁部从上述被吸引体向径向外侧隔离开来。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还具备收容在上述机壳中并且控制上述电磁离合器机构的控制装置。
3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，上述环形壁部，是通过在上述磁铁的内周面形成朝向径向外侧凹陷的凹部，被从被吸引体向径向外侧隔离开来。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，上述被吸引体具有与上述旋转体的外径相等的外径。
5.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，上述被吸引体具有比上述旋转体的外径还小的外径。
6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，上述磁铁在其轴向整个范围内具有一定的内径。
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