CN103973024A - 减振执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减振执行器，包括内部设有收容空间的执行器壳体，安装在所述收容空间内的电机，和设置在执行器壳体内并受到所述电机驱动的齿轮组，减振执行器还包括一固定夹片，该固定夹片将所述电机弹性按压在所述收容空间内，该固定夹片还包括多个触指，所述多个触指抵顶电机轴向端部以限制所述电机的轴向移动。该执行器结构简单，安装方便，大大降低了电机轴和齿轮轴之间的校准和间隙带来的影响。

Description

减振执行器

技术领域

本发明涉及一种带有电机的执行器，特别是涉及一种对电机进行减振支撑的执行器。

背景技术

在一些重型设备中（例如车用设备），尤其是靠近发动机的位置，振动和内部载荷往往非常强大到产生损坏执行器的独立部件的风险。这些执行器内部使用的典型直流电机一般包括深冲压件或杯状的壳体，这种壳体包括一个开口端，开口端被塑料端盖封住，塑料端盖带有电刷座接线柱和保持并引导转子的轴承。

在重载荷（相对于电机的尺寸而言）和强振动下，端盖和壳体之间的连接处于强压力下，该压力在极端情况下能够导致端盖从壳体中脱出或者仅仅松动，这将影响电机的运转，增加噪音，从而降低电机或者说是执行器的性能。

现有技术中，降低电机振动效果的技术集中在如何阻止电机将振动传输到执行器的壳体或主体。例如，US5,696,360专利揭示了一种车用电机座，其包括弹性吸音材料，用以阻止马达将振动传至车体。这种减振电机座必须允许电机相对壳体移动以吸收振动。这将意味着电机轴和齿轮组之间的校准和间隔是不连续的。这对于齿轮、蜗杆和其它任何轴体彼此间需要连续间隔的齿轮组来说是有不良影响的。

因此，有必要研发新型电机座以减振方式支撑电机，无论该振动来自外部还是电机内部。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中端盖从壳体中容易脱出，传统的减振装置导致转动导致电机轴和齿轮组之间的校准和间隔不连续的的缺陷。

在本发明中，一种减振执行器，包括内部设有收容空间的执行器壳体，安装在所述收容空间内的电机，和设置在执行器壳体内并受到所述电机驱动的齿轮组，减振执行器还包括一固定夹片，该固定夹片将所述电机弹性按压在所述收容空间内，该固定夹片还包括多个触指，所述多个触指抵顶电机轴向端部以限制所述电机的轴向移动。

较佳地，所述齿轮组包括形成于电机轴上的蜗杆和与所述蜗杆啮合的蜗轮，以对电机轴进行减速。

较佳地，所述电机包括一个电机壳体，所述电机壳体包括一个封闭端和一个开口端，一端盖固定于所述开口端，所述固定夹片包括一个主体和多个连接部，所述主体沿径向压迫电机壳体，所述连接部从所述主体伸出并固定所述执行器壳体。

较佳地，所述多个触指从所述主体的径向端部沿径向向内伸展，并弹性按压在所述电机的轴向端部从而将电机壳体和端盖压在一起。

较佳地，所述固定夹片的主体从所述电机壳体的封闭端延伸至开口端，并包括多个轴向延伸的褶皱，所述褶皱使得固定夹片能够沿电机壳体的圆周方向弹性伸展以将电机压在执行器壳体的收容空间内。

较佳地，所述固定夹片的主体沿电机轴向不具有伸展性。

较佳地，所述固定夹片的主体包括：多个轴向延伸的柱体，所述多个触指从轴向延伸的柱体的端部伸出；多个可弹性变形的轴向延伸的弯曲连接体，每个连接体连接相邻的柱体。

较佳地，所述固定夹片紧附电机壳体并伸在电机端盖前将端盖保持在电机壳体中。

较佳地，所述固定夹片是一个金属夹片，所述执行器壳体由塑料制成。

较佳地，所述固定夹片由弹簧钢制成。

较佳地，所述执行器包括多个螺钉，所述螺钉将固定夹片的连接部固定到执行器壳体上。

较佳地，所述固定夹片通过压入连接的方式装入执行器壳体。

较佳地，所述执行器壳体在收容空间旁设置多个孔，所述固定夹片包括多个能够压入执行器壳体的多个孔的倒钩凸起物。

较佳地，所述减振执行器进一步包括一个固定在执行器壳体中的定位板，以抵消从齿轮组传至电机的径向力。

较佳地，所述定位板安装在执行器壳体的收容空间中的电机轴向位置，所述定位板设开孔，所述电机包括转轴，所述转轴穿过所述开孔。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明的积极进步效果在于：该执行器结构简单，安装方便，大大降低了振动电机轴和齿轮轴之间的校准和间隙带来的影响。

附图说明

图1根据本发明一个示范性实施例示出了一个执行器的展开示意图。

图2是图1中的执行器组装示意图，其中盖体被移除。

图3是图2所示触觉反馈设备组装后的示意图。

图4根据一示范性实施例示出了触觉反馈设备所使用的一套极元件和线圈的立体示意图。

具体实施方式

本发明将通过实施例的方式结合附图予以阐述。在附图中，各个图中相同的结构、元件和部件使用相同的标号。附图中元件的尺寸和特点仅是作为方便阐述的目的，并不表示实际尺寸和比例关系。

图1根据本发明一个示范性实施例阐述了一个执行器10。执行器10是汽车（尤其是客运车辆）内燃机热循环系统中水阀的组件。执行器10用来使一个阀门组件在一闭合位置和一打开位置之间移动，当阀门组件处在闭合位置时阀门关闭，当阀门组件处在打开位置时阀门全开。理想地，阀门组件可以设置在阀门的闭合位置和全开位置之间，以精确控制通过阀门的流体流动。

执行器10包括一个壳体12，执行器壳体12包括一个本体和一个盖体14。执行器壳体12内容纳一个电机20，通常为一个微型或微马达范畴内的小尺寸直流电机。马达20通过一齿轮组驱动一个输出件16。齿轮组包括一个组装于或形成于马达电机轴22上的蜗杆30和一个与蜗杆30啮合的蜗轮32，作为一个减速齿轮组的一部分，降低转速从而增加执行器10的输出扭矩。输出件16可以为一输出轴，如实施例所示的一个带有插槽的齿轮17，该插槽内可以安装水阀的轴。

图2示出了略去盖体14的执行器组件，以示出执行器壳体12的内部组装布置。

电机20带有一个深冲压金属壳体24。电机壳体24包括一个由塑料端盖26封闭的开口端，端盖26通过在电机壳体24的开口端进行卷边的方式进行固定，端盖26支承着电机端子和电机轴承。电机壳体24的封闭端安装有一个支撑着电机轴22的第二轴承。所述轴承较佳地为烧结含油轴承（oilimpregnated sintered bushing），电机轴22穿过轴承并可相对轴承作轴向运动。电机轴22设置有颈圈或垫片，以限制电机轴22的轴向运动，这种有限的轴向运动被视为轴的轴向跳动。较佳地，电机20是一个电刷型永磁直流电机，该电机在电机壳体24的内表面固定设置永磁体，端盖26上设置电刷，电机轴22上固定设置绕线转子芯和换向器。

如上所述，蜗杆30和蜗轮32之间的作用力在电机轴22上产生极大的轴向和径向力。借助旋转力的方向，轴向力使电机轴22上的垫片将轴承向轴向外部方向施压，这意味着轴向载荷趋向将端盖26向电机壳体24的外部推出，从而给电机壳体24保持端盖26的卷边带来极大的拉力。在较大振动和反复的轴向载荷下，例如阀门达到极限位置，小型金属卷边在塑料端盖26相对柔软材料的拖拽下，使端盖26变得松动，甚至可能从电机壳体24脱落。

执行器壳体12为电机20界定出了一个收容空间18。收容空间18包括安装柱（图中未示出）和端壁19，电机20放置在安装柱上，端壁19与电机20的轴向端部对应。然而，由于电机20的组件和执行器壳体12本身的制造公差，同时也是为了便于组装，端壁19和电机20的轴向端部之间留有一定的间隙。虽然在电机壳体24上设置推力面来抵消电机轴22的轴向负荷，仍然必须存在一些轴向间隙以使转子自由旋转。此外，执行器壳体12作为塑料材料具备高弹性，这样轴向推力面允许垫片在高振动和大轴向载荷情况下接触轴承。

电机20通过一固定夹片40固定在收容空间18内。固定夹片40在图3中得到更清晰的显示。固定夹片40与电机20的壳体24的轴向外表面配合，并在电机壳体24固定在执行器壳体12上时围绕着电机壳体24弹性变形。在这个实施例中，固定夹片40通过四个螺钉41固定在执行器壳体12上，固定夹片40在螺钉41拧紧时产生变形。在较佳实施例中，固定夹片40包括一主体42及多个连接部43，主体42与电机壳体24贴合。连接部43具体为带孔的耳状物43，从主体42向外延伸。螺钉41通过耳状物43的孔后固定至执行器壳体12，从而将固定夹片40固定安装至执行器壳体12。主体42在圆周方向呈波浪状或包括一些轴向褶皱，以使主体42能够在圆周方向上弹性变形或伸展。较佳地，固定夹片40通过200N的力将电机20压至执行器壳体12。借助固定夹片40的弹性属性，无论正常尺寸的公差大小，电机20都能被牢固地固定在执行器壳体12上。固定夹片40可以是弹簧钢材料或其他合适的材料。

主体42在轴向上呈刚性或至少沿轴向不能伸展。若干触指44从主体42的轴向端部伸出并弹性压在电机20的轴向端部，也就是说压在端盖26和电机壳体24的封闭端上，将端盖26压向电机壳体24。较佳地，三对触指44以总共大约250N的力按压在端盖26上。每个触指44产生的力可以不同，例如，中间触指对可以施加100N的力，而两对外部触指可以各施加75N的力。

在一个较佳实施例中，固定夹片40的主体42包括多个从马达壳体24两个端部轴向伸展的柱体46。相邻的柱体46通过弯曲的连接体48连接，从而在主体42上形成褶皱。当主体42沿电机壳体24拉伸时，弯曲的连接体48弹性拉直，形成压力将电机20固定在执行器壳体12上。触指44从柱体46的端部伸出。

执行器10进一步还包括带有电子元件的电路板50和连接器54，电路板用来控制电机20，连接器54用来连接执行器10和电源以及信号线，还将电机接线柱与电路板50连接。输出齿轮17的轴部设置有传感器磁铁以对控制电路提供位置反馈。

可选地，可以使用定位板60以提高马达20在收容空间18内的对准度。定位板60设置在电机20的毗邻于蜗杆30的端部。在本实施例中，这是电机壳体24的封闭端。固定夹片40的触指44将定位板60压向电机20的端部，这对于固定夹片40和执行器壳体12之间的电机输出侧上的横向压力提供了更好的支持和分配，该横向压力部分来自于蜗杆30和蜗轮32之间产生的径向力。定位板60的一个边缘部设置在执行器壳体12的一个槽中。定位板60帮助电机20抵消从蜗轮32施加到电机轴22的径向压力，该径向压力使电机轴22和电机20向侧边移动。较佳地，定位板60以固定安装或压入安装的方式设置在槽中，以对电机20在执行器壳体12中的轴向定位提供了可靠的基准。这不受到电机20本身尺寸公差的影响，尤其是电机壳体40和端盖26。

图4示出了一个替代性的固定夹片70。固定夹片70大致呈U形，横跨电机20的壳体并在其支脚下端形成带有倒钩74的弹性插入端72。支脚还包括横向变形体以形成向内的轴向脊部76。触指78从U形夹片的基部的轴向端部向内延伸。在使用时，固定夹片70跨过电机20，同时触指78压迫端盖26而脊部76压迫电机壳体24的径向外表面。支脚的端部72压入执行器壳体12对应的孔中。这些孔的尺寸设置为能够容纳支脚的端部72并使其倒钩撑在孔内的端壁上以防止移动。当支脚压入执行器壳体12的孔中时，固定夹片70围绕电机壳体24弹性变形或伸展。较佳地，电机20受到两个这样的固定夹片70的固定，每个夹片设置在电机20的一相应端部，以向电机施加一对相向的夹紧力。在该实施例中，同样可以使用定位板60。还设置接线柱79以提供接地。

本发明提供了一个执行器，其中以固持电机的方式将电机装配起来，尤其的使端盖抵抗了强振动和较大轴向载荷。同时能够在一般尺寸公差下牢固地固定电机。

虽然以上描述了许多本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，并不构成本技术方案的限制。本发明的保护范围是由所附权利要求书及其等同物所限定。因此，本技术揭示的范围包括那些本领域的技术人员在显而易见的范围内做出的变化。上述结构、组分和功能性等同物对于本领域的一般技术人员而言特别地通过引用包含在内并通过权利要求予以包含。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种减振执行器，包括内部设有收容空间的执行器壳体，安装在所述收容空间内的电机，和设置在执行器壳体内并受到所述电机驱动的齿轮组，其特征在于，减振执行器还包括一固定夹片，该固定夹片将所述电机弹性按压在所述收容空间内，该固定夹片还包括多个触指，所述多个触指抵顶电机轴向端部以限制所述电机的轴向移动。

2.如权利要求1所述的减振执行器，其中所述齿轮组包括形成于电机轴上的蜗杆和与所述蜗杆啮合的蜗轮，以对电机轴进行减速。

3.如权利要求1所述的减振执行器，其中，

所述电机包括一个电机壳体，所述电机壳体包括一个封闭端和一个开口端，一端盖固定于所述开口端，

所述固定夹片包括一个主体和多个连接部，所述主体沿径向压迫电机壳体，所述连接部从所述主体伸出并固定所述执行器壳体。

4.如权利要求3所述的减振执行器，其中所述多个触指从所述主体的径向端部沿径向向内伸展，并弹性按压在所述电机的轴向端部从而将电机壳体和端盖压在一起。

5.如权利要求4所述的减振执行器，其中所述固定夹片的主体从所述电机壳体的封闭端延伸至开口端，并包括多个轴向延伸的褶皱，所述褶皱使得固定夹片能够沿电机壳体的圆周方向弹性伸展以将电机压在执行器壳体的收容空间内。

6.如权利要求4所述的减振执行器，其中所述固定夹片的主体沿电机轴向不具有伸展性。

7.如权利要求5所述的减振执行器，其中所述固定夹片的主体包括：

多个轴向延伸的柱体，所述多个触指从轴向延伸的柱体的端部伸出；

多个可弹性变形的轴向延伸的弯曲连接体，每个连接体连接相邻的柱体。

8.如权利要求3所述的减振执行器，其中所述固定夹片紧附电机壳体并伸在电机端盖前将端盖保持在电机壳体中。

9.如权利要求1所述的减振执行器，其中所述固定夹片是一个金属夹片，所述执行器壳体由塑料制成。

10.如权利要求9所述的减振执行器，其中所述固定夹片由弹簧钢制成。

11.如权利要求3所述的减振执行器，其中所述执行器包括多个螺钉，所述螺钉将固定夹片的连接部固定到执行器壳体上。

12.如权利要求1所述的减振执行器，其中所述固定夹片通过压入连接的方式装入执行器壳体。

13.如权利要求12所述的减振执行器，其中所述执行器壳体在收容空间旁设置多个孔，所述固定夹片包括多个能够压入执行器壳体的多个孔的倒钩凸起物。

14.如权利要求1至13任一项所述的减振执行器，其中所述减振执行器进一步包括一个固定在执行器壳体中的定位板，以抵消从齿轮组传至电机的径向力。

15.如权利要求14所述的减振执行器，其中所述定位板安装在执行器壳体的收容空间中的电机轴向位置，所述定位板设开孔，所述电机包括转轴，所述转轴穿过所述开孔。