CN102696168A - 电动致动器 - Google Patents

电动致动器 Download PDF

Info

Publication number
CN102696168A
CN102696168A CN2010800537967A CN201080053796A CN102696168A CN 102696168 A CN102696168 A CN 102696168A CN 2010800537967 A CN2010800537967 A CN 2010800537967A CN 201080053796 A CN201080053796 A CN 201080053796A CN 102696168 A CN102696168 A CN 102696168A
Authority
CN
China
Prior art keywords
housing
electric actuator
sensor
driving shaft
rotation sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010800537967A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102696168B (zh
Inventor
高桥亨
池田良则
清水辰德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Publication of CN102696168A publication Critical patent/CN102696168A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102696168B publication Critical patent/CN102696168B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/2015—Means specially adapted for stopping actuators in the end position; Position sensing means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215—Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/06—Means for converting reciprocating motion into rotary motion or vice versa
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2031—Actuator casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2043—Screw mechanisms driving an oscillating lever, e.g. lever with perpendicular pivoting axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H2025/2062—Arrangements for driving the actuator
    • F16H2025/2081—Parallel arrangement of drive motor to screw axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20—Screw mechanisms
    • F16H25/22—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members
    • F16H25/2204—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut
    • Y10T74/18664—Shaft moves through rotary drive means

Abstract

一种电气致动器这样构造成，保护旋转传感器免受外部环境影响并且电气致动器配置有位置检测装置，所述电气致动器是便宜且通用的。电气驱动致动器配置有滚珠丝杠装置（8），其将电动马达（3）的旋转运动转化为驱动轴（7）沿轴向方向的直线运动。壳体（2）设置有开口（21），并且由合成树脂构成的传感器箱（22）被安装到该开口（21）以便封闭该开口（21）。旋转传感器（9）设置在传感器箱（22）的凹槽（27）中并且进行树脂模制。提供枢转连杆（13），该枢转连杆与从驱动轴（7）突出的销（12）接合，以便能够执行与驱动轴（7）的直线运动相关的摆锤运动。磁体（18）被安装到旋转轴（17）的用作摆锤运动的基点的一端。旋转传感器（9）面对磁体（18）并且在它们之间具有预定气隙，所述旋转传感器检测驱动轴（7）的位置。

Description

电动致动器
技术领域
本发明涉及配置有滚珠丝杠机构的电动致动器，该滚珠丝杠机构用于普通工业中的马达中以及机动车辆、船舶等的驱动部分中，本发明更具体地涉及具有位置检测功能并且用于借助滚珠丝杠机构将电动马达的旋转运动转换为驱动轴的直线运动的电动致动器。
背景技术
在用于各种类型的驱动部分的电动致动器中，通常将齿轮机构（例如，梯形螺纹蜗杆装置或齿条-小齿轮机构）用作用于将电动马达的旋转运动转换为轴向直线运动的装置。这些运动转换机构涉及滑动接触部且因此涉及功率损失，且因此必然导致电动马达的尺寸增加和功耗增加。因此，滚珠丝杠机构被广泛用作更有效的致动器。
例如，在具有由内燃机驱动的螺杆的相对小的船舶中，通过借助被连接到由操作者操作的操纵杆的线缆切换爪式离合器来选择前进档位或后退档位，实现在前进方向和后退方向之间的螺杆旋转方向变化的操作。然而，近年来为节约劳力开发了用于切换爪式离合器的电动致动器。
在该情况下，需要电动致动器精确地检测在切换船舶的前进方向和后退方向切换时爪式离合器的位置并执行切换操作。例如，将能够想到这样的方法，在该方法中，根据可动轴的行程借助传感器齿轮将旋转角度传送到电位计，以通过检测可动轴的绝对位置来获得可动轴的行程。然而，这在可动轴的行程增加时需要增加传感器齿轮的齿轮比且因此需要增加传感器齿轮的齿轮尺寸或齿轮级，并且这会导致电动致动器的尺寸增加。此外，由于传感器齿轮的齿隙或节距误差，由电位计检测的旋转角度精度恐怕可能降低。此外，由于当电位计被用在例如由于马达的发热而具有高环境温度的电动致动器的内部的位置处时，恐怕由于产生零点漂移而不能够获得高检测精度。在另一方面，当电位计被安装在电动致动器的壳体外部时，能在常温的环境下使用电位计。然而，在这种情况下，由于电位计会受海水、燃料等污染，因此有必要具有水密或油密结构或者独立地具有屏蔽电磁波的结构，这会增加电动致动器的制造成本。
已知能够解决这些问题的如图5所示的电动致动器100。电动致动器100包括壳体101以及安装在壳体101内的电动马达102。
壳体101包括：壳体本体101A；盖构件101B，其被安装在壳体本体101A的端面上；以及板状马达托架101C。马达室101a和丝杠螺纹轴室101b被形成在壳体本体101A内，并且电动马达102被设置在马达室101a内。电动马达102被紧固到马达托架101C上。马达托架101C安装成将滚珠轴承114的外圈夹设在壳体本体101A上并且闭塞壳体本体101A的马达室101a以及丝杠螺纹轴室101b两者。
电动马达102的旋转轴102a从马达托架101C突出，并且第一齿轮103被牢固地压配合到旋转轴102的端部上而不能够相对于旋转轴102a进行旋转。树脂材料的第二齿轮105以自由旋转的方式安装到紧固于马达托架101C上的长轴104上并且与第一齿轮103以及第三齿轮106两者啮合。树脂材料的第三齿轮106借助锯齿连接被安装到丝杠螺纹轴107的端部上并且不能够相对于该丝杠螺纹轴107进行相对旋转。丝杠螺纹轴107的左侧部形成有阳螺纹沟槽107a并且其右侧部以相对于壳体本体101A可旋转的方式由滚珠轴承114支承。
丝杠螺纹轴107穿过筒形螺母115。螺母115的内周形成有与阳螺纹沟槽107a相对的阴螺纹沟槽115a。大量滚珠116可滚动地容纳在由阳螺纹沟槽107a和阴螺纹沟槽115a形成的螺旋形通道中从而形成滚珠丝杠机构。螺母115被保持在丝杠螺纹轴室101b中，使得该螺母能够轴向移动但不能够相对于壳体本体101A旋转。滚珠丝杠机构和筒形可动轴117形成驱动机构。
丝杠螺纹轴107的左侧端被插入到形成于可动轴117中的盲孔117a内。可动轴117的右侧端被同轴配合到螺母中并且由销紧固到该螺母以与该螺母整体地移动。可动轴117由衬套118支承，该衬套118相对于壳体本体101A能够轴向移动。用于连接到连杆构件（未示出）的孔117b形成在可动轴117的从壳体本体101A突出的端部中。
图6是示出了电动马达102的内部结构的示意图，并且图7是沿线VII-VII截取的剖面图。如这些附图中所示的，环形磁体MG被紧固到旋转轴102a上，转子102d被安装到该旋转轴102a上。环形磁体MG与设置在旋转轴102a两侧处的半环形部MGs、MGn分离。半环形部MGs在其外周具有S极，并且半环形部MGn在其外周具有N极。第一和第二传感器SA、SB被安装在马达壳体102c的内壁上，绕旋转轴102a的轴线相互偏移90°。
可动轴117的行程基于如下被确定：电动马达102的旋转轴102a的旋转量；齿轮103、105和106的齿轮比；以及滚珠丝杠机构的导程。由于齿轮比和导程是已知值，因此如果旋转量能够被精确地测量，那么就能检测爪式离合器（未示出）的位置。也就是说，能够发现，当传感器SB的波形相位提前于传感器SA的波形相位时，环形磁体MG沿顺时针方向（CW）旋转。相反，能够发现，当传感器SB的波形相位滞后于该传感器SA的波形相位时，环形磁体MG沿逆时针方向（CCW）旋转。因此，可能的是，基于传感器SA和SB的输出信号，控制装置ECU能够精确地获得可动轴117的行程和运动方向（例如，见下述的专利文献1）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开专利公报No.2008-274971
发明内容
本发明要解决的技术问题
在现有技术的电动致动器100中，由于根据电动马达102的旋转输出脉冲信号的传感器SA、SB被设置在电动马达102的壳体102c内，并且由于提供一种用于基于来自传感器SA、SB的输出确定可动轴117的行程和方向的控制装置ECU，因此能从外部环境检测传感器SA、SB并改善作为系统的电动马达的可靠性。
然而，由于用于将传感器SA、SB设置在电动马达102的壳体102c内的结构和技术需要专门知识和设计方式，因此有必要使用具有专门设计的电动马达自身，并且因此降低电动马达的可用性。此外，存在增加致动器的制造成本的问题，因为不可能在需要不同性能的各种应用中使用通用电动马达。
因此，本发明的目的在于提供一种电动致动器，该电动致动器配置有能够保护旋转传感器免受外部环境并且能够以低成本制造的位置检测机构。
解决技术问题的手段
为了实现本发明的目的，根据本发明的第一方面，提供一种电动致动器，该电动致动器包括：壳体；安装到所述壳体上的电动马达；减速机构，所述减速机构用于将所述电动马达的旋转功率传递到滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构适于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向直线运动；以及旋转传感器，所述旋转传感器用于检测所述驱动轴的位置，所述电动致动器的特征在于，所述滚珠丝杠机构包括丝杠螺纹轴以及螺母，所述丝杠螺纹轴与驱动轴形成一体，所述丝杠螺纹轴被连接到所述电动马达并且被支承在所述壳体上，使得所述丝杠螺纹轴能够轴向移动但不能够相对于所述壳体旋转，所述螺母借助许多滚珠被外插到所述丝杠螺纹轴上并且被支承成使得所述螺母能够借助安装到所述壳体上的滚动轴承相对于所述壳体旋转但不能够轴向移动；设置有摆动连杆，所述摆动连杆在突出的设置在所述驱动轴上的销上枢转，使得所述摆动连杆执行与所述驱动轴的所述直线运动联动的摆锤运动；并且在枢转轴的一端上安装磁体，所述枢转轴形成所述摆锤运动的基准点，并且通过以预定气隙与所述磁体相对地设置的所述旋转传感器来检测所述驱动轴的位置。
根据本发明的第一方面，由于所述电动致动器包括：减速机构，所述减速机构用于将所述电动马达的旋转功率传递到滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构适于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向直线运动；以及旋转传感器，所述旋转传感器用于检测所述驱动轴的位置，所述电动致动器的特征在于，所述滚珠丝杠机构包括丝杠螺纹轴以及螺母，所述丝杠螺纹轴与驱动轴形成一体，所述丝杠螺纹轴被连接到所述电动马达并且被支承在所述壳体上，使得所述丝杠螺纹轴能够轴向移动但不能够相对于所述壳体旋转，所述螺母借助许多滚珠被外插到所述丝杠螺纹轴上并且被支承成使得所述螺母能够借助安装到所述壳体上的滚动轴承相对于所述壳体旋转但不能够轴向移动；设置有摆动连杆，所述摆动连杆在突出的设置在所述驱动轴上的销上枢转，使得所述摆动连杆执行与所述驱动轴的所述直线运动联动的摆锤运动；并且在枢转轴的一端上安装磁体，所述枢转轴形成所述摆锤运动的基准点，并且通过以预定气隙与所述磁体相对地设置的所述旋转传感器来检测所述驱动轴的位置，因此能提供这样的位置检测机构的多用途的电动致动器，该位置检测机构能够保护旋转传感器免受外部环境并且能够以低成本制造。
优选地，如第二方面限定的，非磁性材料形成的传感器箱被安装到所述壳体上并且所述旋转传感器被设置在所述传感器箱上；借助所述传感器箱来测量所述摆动连杆的检测角度（摆动角度）。这使得能保护旋转传感器及其相关部件免受内部环境，而不受润滑脂飞溅或任何污物侵入的影响。
还优选地，如第三方面限定的，在所述传感器箱中在与所述磁体相对的部位形成通孔，并且利用由非磁性材料形成的板状壁闭塞所述传感器箱；所述摆动连杆的检测角度由所述旋转传感器隔着所述板状壁来测量。这使得能容易地调节旋转传感器与磁体之间的气隙。
还优选地，如第四方面限定的，在所述壳体中形成开口，并且所述传感器箱被安装到所述壳体上，使得所述传感器箱闭塞所述开口。这使得摆动连杆的安装变得容易并且组装操作变得简单。
还优选地，如第五方面限定的，所述枢转轴的一端由安装到所述壳体上的轴承支承，并且所述枢转轴的另一端被容纳并支承在所述传感器箱的内侧形成的筒形孔中。这使得可能由孔和轴承在该枢转轴的两端稳定地支承该枢转轴并且借助该孔防止污物中的铁粉吸附至磁体，并因此改善致动器的可靠性。
优选地，如第六方面限定的，在所述传感器箱中形成凹槽，所述旋转传感器被设置在所述凹槽中并且通过树脂模嵌入到所述凹槽中。这使得能保护旋转传感器及其相关部件免受外部环境并因此对其施加保护。
还优选地，如第七方面限定的，所述旋转传感器由半导体传感器形成，在所述半导体传感器中，集成有磁性传感器和信号处理电路并且结合有用于检测绝对角度的功能。这使得能长期保持稳定的检测精度并且改善可靠性，甚至在车辆的严酷运行状况期间造成的振动或冲击的情况下也是如此。
优选地，如第八方面限定的，从所述旋转传感器输出的电压以模拟信号以及数字信号两种形式获得。这使得能根据系统任意选择数字信号或模拟信号，且因此增加系统设计自由度。
还优选地，如第九方面限定的，所述传感器箱由热塑性树脂注塑成型而形成。这使得能够以低制造成本来形成复杂结构的传感器箱，这不会对旋转传感器的灵敏度造成任何影响。
还优选地，如第十方面限定的，所述摆动连杆包括第一连杆构件和第二连杆构件，所述第一连杆构件在位于所述驱动轴上的销上枢转，所述第二连杆构件借助枢转销被连接到所述第一连杆构件。在该结构中，摆动连杆能够防止驱动轴旋转，且因此执行摆动运动而不会影响驱动轴的轴向运动，并因此能提供更为紧凑的电动致动器。
本发明的效果
根据本发明的电动致动器，由于所述电动致动器包括：该电动致动器包括：壳体；安装到所述壳体上的电动马达；减速机构，所述减速机构用于将所述电动马达的旋转功率传递到滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构适于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向直线运动；以及旋转传感器，所述旋转传感器用于检测所述驱动轴的位置，所述电动致动器的特征在于，所述滚珠丝杠机构包括丝杠螺纹轴以及螺母，所述丝杠螺纹轴与驱动轴形成一体，所述丝杠螺纹轴被连接到所述电动马达并且被支承在所述壳体上，使得所述丝杠螺纹轴能够轴向移动但不能够相对于所述壳体旋转，所述螺母借助许多滚珠被外插到所述丝杠螺纹轴上并且被支承成使得所述螺母能够借助安装到所述壳体上的滚动轴承相对于所述壳体旋转但不能够轴向移动；设置有摆动连杆，所述摆动连杆在突出的设置在所述驱动轴上的销上枢转，使得所述摆动连杆执行与所述驱动轴的所述直线运动联动的摆锤运动；并且在枢转轴的一端上安装磁体，所述枢转轴形成所述摆锤运动的基准点，并且通过以预定气隙与所述磁体相对地设置的所述旋转传感器来检测所述驱动轴的位置，因此能提供设置有这样的位置检测机构的电动致动器，该位置检测机构能够保护旋转传感器免受外部环境并且能够以低成本制造。
附图说明
图1是示出了本发明的电动致动器的一个优选实施方式的纵向剖视图；
图2是示出了图1的电动致动器的滚珠丝杠机构的纵向剖视图；
图3是沿图1的线III-III截取的剖面图；
图4是示出了图1的电动致动器的传感器箱的正视图；
图5是示出了现有技术的电动致动器的纵向剖视图；
图6是示出了图5的电动致动器的示意图；以及
图7是沿图6的线VII-VII截取的剖面图。
具体实施方式
用于实施本发明的一种模式是一种电动致动器，所述电动致动器包括：该电动致动器包括：壳体；安装到所述壳体上的电动马达；减速机构，所述减速机构用于将所述电动马达的旋转功率传递到滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构适于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向直线运动；以及旋转传感器，所述旋转传感器用于检测所述驱动轴的位置，所述电动致动器的特征在于，所述滚珠丝杠机构包括丝杠螺纹轴以及螺母，所述丝杠螺纹轴与驱动轴形成一体，所述丝杠螺纹轴被连接到所述电动马达并且被支承在所述壳体上，使得所述丝杠螺纹轴能够轴向移动但不能够相对于所述壳体旋转，所述螺母借助许多滚珠被外插到所述丝杠螺纹轴上并且被支承成使得所述螺母能够借助安装到所述壳体上的滚动轴承相对于所述壳体旋转但不能够轴向移动；设置有摆动连杆，所述摆动连杆在突出的设置在所述驱动轴上的销上枢转，使得所述摆动连杆执行与所述驱动轴的所述直线运动联动的摆锤运动；并且在枢转轴的一端上安装磁体，所述枢转轴形成所述摆锤运动的基准点，并且通过以预定气隙与所述磁体相对地设置的所述旋转传感器来检测所述驱动轴的位置。
实施方式
将在下文参考附图来描述本发明的优选实施方式。
图1是示出了本发明的电动致动器的一个优选实施方式的纵向剖视图；图2是示出了图1的电动致动器的滚珠丝杠机构的纵向剖视图；图3是沿图1的线III-III截取的剖面图；以及图4是示出了图1的电动致动器的传感器箱的正视图。
电动致动器1包括：壳体2；安装在所述壳体2上的电动马达3；减速机构6，所述减速机构包括用于将电动马达3的旋转功率传递到滚珠丝杠机构8的一对正齿轮4、5，所述滚珠丝杠机构8适于将经由减速机构6传递的电动马达3的旋转运动转换为驱动轴的轴向直线运动；以及旋转传感器9（图3），所述旋转传感器用于检测驱动轴7的位置。
壳体2包括与第一壳体2a和附接至第一壳体2a的端部的第二壳体2b。电动马达3被设置在第一壳体2a内并且被紧固到盘状马达托架10上。马达托架10被安装在壳体2上，使得该马达托架闭塞该第一壳体2a和第二壳体2b，滚珠轴承11的外圈装配到马达托架10内。滚珠轴承11可旋转地支承滚珠丝杠机构8的螺母24，如下文描述的。
电动马达3的马达轴3a从托架10突出，并且较小的正齿轮4被安装在马达轴3a的端部上并且不能够相对彼此旋转。较大的正齿轮5被紧固到形成滚珠丝杠机构8的螺母24上，并且与较小的正齿轮4啮合。
驱动轴7被容纳在第二壳体2b中。摆动连杆13被枢接到销12上，该销12被紧固到驱动轴7上。摆动连杆13包括第一连杆构件14和第二连杆构件16，该第二连杆构件16的一端借助枢转销15连接到第一连杆构件14以形成摆锤机构。该摆动连杆13防止驱动轴7旋转并且使得摆动连杆13进行摆锤运动而不会干涉驱动轴7的轴向运动。因此，可能提供一种紧凑的电动致动器1。
第二连杆16的另一端被连接到枢转轴17，该枢转轴形成基准点，并且磁体18被安装在枢转轴17的一端上。滑动衬套19和油密封件20被安装到第二壳体2b上，用于相对于第二壳体2b可滑动地支承驱动轴7以及防止异物（例如，雨水或灰尘）侵入到第二壳体2b内部。
根据本发明，开口21形成在第二壳体2b中，并且传感器箱22被安装到第二壳体2b上，使得该传感器箱闭塞开口21。这使得安装摆动连杆变得容易并且组装操作简单。该传感器箱由不影响旋转传感器9的检测精度的材料形成，所述材料例如是热塑性合成树脂（例如，PA（聚酰胺）66等）或非磁性材料（例如，铝合金、奥氏体不锈钢（JIS SUS 304类）等）。传感器箱优选地通过热塑性树脂注射成型而形成。这能够以低制造成本来形成复杂构造的传感器箱。
如图2所示，滚珠丝杠机构8包括：丝杠螺纹轴23，该丝杠螺纹轴23在其外周上形成有螺旋形螺纹沟槽23a；螺母24，该螺母在其内周上形成有与螺旋形螺纹沟槽23a相对的螺旋形螺纹沟槽24a；以及大量的滚珠25，这些滚珠可滚动地容纳在由阳螺纹沟槽23a和阴螺纹沟槽24a形成的螺旋形通道中。较大的正齿轮5被压配合到螺母24的外周面，装配在第一壳体2a以及马达托架10上的滚珠轴承11也被装配到螺母24的外周上并且由止动环26定位以便不能够轴向移动。
再次参考图1，当电动马达3被致动时，驱动功率借助减速机构6被传递到滚珠丝杠机构8的螺母24，且因此丝杠螺纹轴23和驱动轴7一起沿轴向方向直线运动。连杆构件14、16均根据驱动轴7的直线运动摆动并且限制该直线运动的范围。在此期间，枢转轴17在检测角度（即，摆动角度）的预定范围内旋转。也就是说，在驱动轴7的直线运动范围内的任何位置处，通过利用旋转传感器9（将在下文详述）来测量检测角度，能直接检测驱动轴7的位置。
如图3和图4所示，旋转传感器9被设置在传感器箱22中。也就是说，旋转传感器9被设置在传感器箱22中形成的钥匙孔状凹槽27中，该传感器箱借助紧固螺栓29被安装到第二壳体2b上。供装配第二连杆构件16的枢转轴17借助辊针轴承28被可旋转地支承在第二壳体2b上，并且磁体18被紧固到枢转轴17的末端上。旋转传感器9被设置成以预定气隙与磁体18相对。
钥匙孔状凹槽27包括圆形部27a以及半圆形部27b。磁体18和旋转传感器9各自的中心被设置成与钥匙孔状凹槽27的圆形部27a的中心对应。来自传感器基底9a的用于旋转传感器9的供电和输出的电线30从圆形部27a延伸超过该半圆形部27b延伸至外部的控制设备（未示出）。优选的是，来自旋转传感器9的电压输出以模拟信号以及数字信号两种形式被获得，这是因为可根据系统而任意选择数字信号或模拟信号。虽然示出的是钥匙孔状凹槽27，但是可以采用任何其他构造，例如椭圆形或矩形构造，只要容易设置旋转传感器9的中心位置即可。
如前所述，旋转传感器9被设置在凹槽27中并且借助树脂模嵌入到其中。这使得可使旋转传感器9及其相关部件与外部环境隔绝并且因此保护它们，还提供这样的电动致动器1，该电动致动器1配置有具有低制造成本和宽泛用途的位置检测机构。由于凹槽27形成为不穿透该传感器箱22的内壁，因此能保护旋转传感器9及其相关部件免受内部环境，不存在例如润滑脂飞溅或任何污物渗透的影响。虽然未示出，但是可在传感器箱22中形成通孔，之后借助非磁性材料（例如，合成树脂）形成的任何板状壁来闭塞该通孔。这使得容易调节旋转传感器9和磁体18之间的气隙。
如前所述，枢转轴17的一端由安装在第二壳体2b上的轴承28支承，并且枢转轴17的另一端被容纳并且支承在形成于传感器箱22的内侧的筒形孔22a中。这使得可能导向该枢转轴17并因此改善组装作业性能，以及借助在该枢转轴17两端处的孔22a和轴承28来稳定地支承该枢转轴17。此外，可能借助孔22a防止污染物中的铁粉吸附至磁体18，且因此改善致动器的可靠性。
虽然能采用非接触式霍尔IC作为旋转传感器9，但是根据本发明，该旋转传感器9由半导体传感器形成，在该半导体传感器中，集成有磁性传感器和信号处理电路并且结合有用于检测绝对角度的功能。这使得可能长期保持稳定的检测精度并且改善可靠性，甚至当在车辆的严酷运行状况期间可能引起振动或冲击时也是如此。
参考优选的实施方式描述了本发明。显然，本领域技术人员在阅读并理解前述详细说明之后将想到多种修改和变化。本发明理应被解释包括全部的这些变化和修改，只要这些变化和修改落入所附权利要求书及其等同物的范围即可。
工业应用性
本发明的电动致动器能够应用于在一般产业用的电动马达、汽车、船舶等中使用的、具有位置检测功能并且配置有滚珠丝杠机构，经由滚珠丝杠机构将来自电动马达的旋转转换成驱动轴的线性运动的任何电动致动器。
附图标记说明
1        电动致动器
2        壳体
2a       第一壳体
2b       第二壳体
3        电动马达
3a       马达轴
4        较小的正齿轮
5        较大的正齿轮
6        减速机构
7        驱动轴
8        滚珠丝杠机构
9        旋转传感器
9a       传感器基底
10       马达托架
11       滚珠轴承
12       销
13       摆动连杆
14       第一连杆构件
15       枢转销
16       第二连杆构件
17       枢转轴
18       磁体
19       滑动衬套
20         油密封件
21         开口
22         传感器箱
22a        筒形孔
23         丝杠螺纹轴
23a,24a    螺纹沟槽
24         螺母
25         滚珠
26         止动环
27         凹槽
27a        圆形部
27b        半圆形部
28         辊针轴承
29         紧固螺栓
30         电线
100        电动致动器
101        壳体
101A       壳体本体
101B       盖构件
101C       电动马达托架
101a       马达室
101b       丝杠螺纹室
102        电动马达
102a       旋转轴
102c       马达壳体
102d       转子
103        第一齿轮
104        长轴
105        第二齿轮
106         第三齿轮
107         丝杠螺纹轴
107a        阳螺纹沟槽
114         滚珠轴承
115         螺母
115a        阴螺纹沟槽
116         滚珠
117         可动轴
117a        盲孔
117b        孔
118         衬套
MG          环形磁体
MGs,MGn     半环部
SA          第一传感器
SB          第二传感器

Claims (10)

1.一种电动致动器，所述电动致动器包括：
壳体；
安装到所述壳体上的电动马达；
减速机构，所述减速机构用于将所述电动马达的旋转功率传递到滚珠丝杠机构，所述滚珠丝杠机构适于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向直线运动；以及
旋转传感器，所述旋转传感器用于检测所述驱动轴的位置，所述电动致动器的特征在于，
所述滚珠丝杠机构包括丝杠螺纹轴以及螺母，所述丝杠螺纹轴与驱动轴形成一体，所述丝杠螺纹轴被连接到所述电动马达并且被支承在所述壳体上，使得所述丝杠螺纹轴能够轴向移动但不能够相对于所述壳体旋转，所述螺母借助许多滚珠被外插到所述丝杠螺纹轴上并且被支承成使得所述螺母能够借助安装到所述壳体上的滚动轴承相对于所述壳体旋转但不能够轴向移动；
设置有摆动连杆，所述摆动连杆在突出的设置在所述驱动轴上的销上枢转，使得所述摆动连杆执行与所述驱动轴的所述直线运动联动的摆锤运动；并且
在枢转轴的一端上安装磁体，所述枢转轴形成所述摆锤运动的基准点，并且通过以预定气隙与所述磁体相对地设置的所述旋转传感器来检测所述驱动轴的位置。
2.根据权利要求1所述的电动致动器，其中，非磁性材料形成的传感器箱被安装到所述壳体上并且所述旋转传感器被设置在所述传感器箱上；借助所述传感器箱来测量所述摆动连杆的检测角度。
3.根据权利要求1所述的电动致动器，其中，在所述传感器箱中在与所述磁体相对的部位形成通孔，并且利用由非磁性材料形成的板状壁闭塞所述传感器箱；所述摆动连杆的检测角度由所述旋转传感器隔着所述板状壁来测量。
4.根据权利要求2或3所述的电动致动器，其中，在所述壳体中形成开口，并且所述传感器箱被安装到所述壳体上，使得所述传感器箱闭塞所述开口。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的电动致动器，其中，所述枢转轴的一端由安装到所述壳体上的轴承支承，并且所述枢转轴的另一端被容纳并支承在所述传感器箱的内侧形成的筒形孔中。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的电动致动器，其中，在所述传感器箱中形成凹槽，所述旋转传感器被设置在所述凹槽中并且通过树脂模嵌入到所述凹槽中。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动致动器，其中，所述旋转传感器由半导体传感器形成，在所述半导体传感器中，集成有磁性传感器和信号处理电路并且结合有用于检测绝对角度的功能。
8.根据权利要求7所述的电动致动器，其中，从所述旋转传感器输出的电压以模拟信号以及数字信号两种形式获得。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电动致动器，其中，所述传感器箱由热塑性树脂注塑成型而形成。
10.根据权利要求1所述的电动致动器，其中，所述摆动连杆包括第一连杆构件和第二连杆构件，所述第一连杆构件在位于所述驱动轴上的销上枢转，所述第二连杆构件借助枢转销被连接到所述第一连杆构件。
CN201080053796.7A 2009-11-26 2010-11-26 电动致动器 Expired - Fee Related CN102696168B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-268344 2009-11-26
JP2009268344A JP5417132B2 (ja) 2009-11-26 2009-11-26 電動アクチュエータ
PCT/JP2010/071103 WO2011065470A1 (ja) 2009-11-26 2010-11-26 電動アクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102696168A true CN102696168A (zh) 2012-09-26
CN102696168B CN102696168B (zh) 2014-10-29

Family

ID=44066574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080053796.7A Expired - Fee Related CN102696168B (zh) 2009-11-26 2010-11-26 电动致动器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8650977B2 (zh)
JP (1) JP5417132B2 (zh)
CN (1) CN102696168B (zh)
DE (1) DE112010004590T5 (zh)
WO (1) WO2011065470A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108119626A (zh) * 2016-11-30 2018-06-05 斯凯孚公司 包括至少一个壳体部和至少一个传感器的结构单元及方法
CN109572655A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 株式会社万都 电子制动系统的致动器
CN109572656A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 株式会社万都 电子制动系统的致动器
CN109915559A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 中国科学院沈阳自动化研究所 一种短型水下电动直线缸机构
CN110925324A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 Fte汽车有限责任公司 带有一体式壳体的电动离合器致动器
CN110925322A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 Fte汽车有限责任公司 带有齿轮机构支承板的电动离合器致动器
CN111605408A (zh) * 2020-05-13 2020-09-01 上海首智新能源科技有限公司 一种电动汽车驱动系统齿系控制方法
CN112165232A (zh) * 2015-09-15 2021-01-01 Lg伊诺特有限公司 马达

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013076557A1 (en) * 2011-11-21 2013-05-30 Kongsberg Automotive Ab Linear actuator assembly
JP2013143824A (ja) * 2012-01-11 2013-07-22 Smc Corp 電動アクチュエータ
JP5855547B2 (ja) * 2012-08-27 2016-02-09 Ntn株式会社 電動リニアアクチュエータ
GB2520703A (en) * 2013-11-28 2015-06-03 Flowinn Shanghai Ind Co Ltd Linear travel structure of electrical operating device
JP6214384B2 (ja) * 2013-12-19 2017-10-18 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
KR101579886B1 (ko) * 2014-06-02 2015-12-24 기마로보 주식회사 사출성형기의 밸브 모터장치
KR102319204B1 (ko) 2014-12-29 2021-10-29 엘지이노텍 주식회사 모터 및 이를 포함하는 클러치 액츄에이터
US10215264B2 (en) * 2016-01-11 2019-02-26 The Boeing Company Linear actuator system with circumferentially and axially adjustable end stop assembly
JP6696811B2 (ja) 2016-03-30 2020-05-20 Ntn株式会社 センサターゲットとこのターゲットを備えた可動部ユニット、並びに電動アクチュエータ
EP3439151B1 (en) 2016-03-30 2022-06-29 NTN Corporation Electric actuator
JP6838935B2 (ja) * 2016-10-31 2021-03-03 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
FR3061315B1 (fr) 2016-12-27 2019-01-25 Thales Dispositif d'entrainement
TWM540215U (zh) * 2017-01-13 2017-04-21 Timotion Technology Co Ltd 往復式線性推桿
WO2018145707A1 (en) * 2017-02-13 2018-08-16 Linak A/S Linear actuator
JP7105557B2 (ja) * 2017-11-27 2022-07-25 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
WO2019103159A1 (ja) * 2017-11-27 2019-05-31 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP7240150B2 (ja) 2017-11-27 2023-03-15 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP7166216B2 (ja) * 2019-04-17 2022-11-07 Thk株式会社 予圧検知可能なねじ装置
US11039685B2 (en) * 2019-08-05 2021-06-22 Cmech (Guangzhou) Ltd. Transmission assembly, power unit and lifting cabinet
DE102019134460A1 (de) * 2019-12-16 2021-06-17 Fte Automotive Gmbh Kupplungsaktuator und Verfahren zur Ansteuerung eines Kupplungsaktuators

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1357698A (zh) * 2000-12-05 2002-07-10 Smc株式会社 致动器
JP2004076620A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Hitachi Unisia Automotive Ltd 内燃機関の可変動弁装置
CN101018696A (zh) * 2004-06-30 2007-08-15 Hi-Lex株式会社 电动式拉索驱动装置以及电动式制动装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4673876A (en) * 1984-03-08 1987-06-16 General Scanning, Inc. Two-element angular positive sensor for rotatable shaft
JP2590016B2 (ja) * 1989-04-14 1997-03-12 日野自動車工業株式会社 自動車のトランスミッション用電動式アクチュエータ
US6585246B2 (en) * 2001-06-22 2003-07-01 Delaware Capital Formation, Inc. Electric clamp
JP2003120670A (ja) * 2001-10-12 2003-04-23 Nsk Ltd 一軸アクチュエータ
US7520192B2 (en) * 2004-11-18 2009-04-21 Hr Textron, Inc. Reduced-friction drive screw assembly
JP2007232023A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Ntn Corp 電動アクチュエータ
JP2008274971A (ja) 2007-04-25 2008-11-13 Nsk Ltd アクチュエータ
JP2009085247A (ja) * 2007-09-27 2009-04-23 Thk Co Ltd アクチュエータ及び伸縮ユニット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1357698A (zh) * 2000-12-05 2002-07-10 Smc株式会社 致动器
JP2004076620A (ja) * 2002-08-13 2004-03-11 Hitachi Unisia Automotive Ltd 内燃機関の可変動弁装置
CN101018696A (zh) * 2004-06-30 2007-08-15 Hi-Lex株式会社 电动式拉索驱动装置以及电动式制动装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112165232A (zh) * 2015-09-15 2021-01-01 Lg伊诺特有限公司 马达
CN112165232B (zh) * 2015-09-15 2023-07-21 Lg伊诺特有限公司 马达
CN108119626A (zh) * 2016-11-30 2018-06-05 斯凯孚公司 包括至少一个壳体部和至少一个传感器的结构单元及方法
CN109572655A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 株式会社万都 电子制动系统的致动器
CN109572656A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 株式会社万都 电子制动系统的致动器
CN109572656B (zh) * 2017-09-29 2023-04-25 汉拿万都株式会社 电子制动系统的致动器
CN109572655B (zh) * 2017-09-29 2022-09-20 株式会社万都 电子制动系统的致动器
CN109915559A (zh) * 2017-12-13 2019-06-21 中国科学院沈阳自动化研究所 一种短型水下电动直线缸机构
CN110925322A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 Fte汽车有限责任公司 带有齿轮机构支承板的电动离合器致动器
CN110925324A (zh) * 2018-09-19 2020-03-27 Fte汽车有限责任公司 带有一体式壳体的电动离合器致动器
CN110925322B (zh) * 2018-09-19 2023-08-04 Fte汽车有限责任公司 带有齿轮机构支承板的电动离合器致动器
CN111605408A (zh) * 2020-05-13 2020-09-01 上海首智新能源科技有限公司 一种电动汽车驱动系统齿系控制方法
CN111605408B (zh) * 2020-05-13 2024-01-02 江苏首智新能源技术有限公司 一种电动汽车驱动系统齿系控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102696168B (zh) 2014-10-29
JP2011114921A (ja) 2011-06-09
US8650977B2 (en) 2014-02-18
JP5417132B2 (ja) 2014-02-12
US20120227524A1 (en) 2012-09-13
WO2011065470A1 (ja) 2011-06-03
DE112010004590T5 (de) 2013-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102696168B (zh) 电动致动器
CN103097771B (zh) 电动致动器
CN108781021B (zh) 电动致动器
CN102472607A (zh) 汽车驱动用电动机的旋转角度检测装置和安装有该旋转角度检测装置的轴承
CN108603576A (zh) 滚珠丝杠装置及具备该滚珠丝杠装置的电动致动器
CN103946588A (zh) 具有磁性传感器的线性致动器组件
US9574611B2 (en) Roller bearing having sensor, motor, and actuator
WO2019059230A1 (ja) トルクセンサ及びステアリング装置
JP6713314B2 (ja) 電動アクチュエータ
JP2010019718A (ja) トルクセンサ
US20190376586A1 (en) Electric actuator
JP6864885B2 (ja) ステアリング装置
CN108884920A (zh) 传感器检测对象及具备该传感器检测对象的可动部单元、以及电动致动器
JP6214384B2 (ja) 電動アクチュエータ
JP2008241564A (ja) 舵角検出装置及びステアリング装置
JP6752603B2 (ja) 電動アクチュエータ
JP2008274971A (ja) アクチュエータ
WO2018181119A1 (ja) 電動アクチュエータおよび電動アクチュエータの製造方法
WO2018051881A1 (ja) 電動アクチュエータ
WO2020004330A1 (ja) 電動アクチュエータ
WO2018051873A1 (ja) 電動アクチュエータ
JP2009044888A (ja) アクチュエータ及びアクチュエータのセンサ特性補正方法
JP2008095913A (ja) 電動アクチュエータ
KR20230019960A (ko) 구동 트레인의 작동을 위한 구동부의 설계 개념
JP2018168898A (ja) 電動アクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141029

Termination date: 20181126

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee