CN107250579B - 轴支承部的耐热结构及致动器 - Google Patents

Abstract

在供轴(9)穿过、且使轴(9)沿其轴向在内部移动的衬套(11)的外周设有轴套(12)，该轴套(12)对衬套(11)和在衬套(11)内移动的轴(9)进行支承，且导热率比衬套(11)的导热率高。此外，在衬套(11)与轴套(12)之间设有空气层(13)。

Description

轴支承部的耐热结构及致动器

技术领域

本发明涉及以能使轴沿其轴向移动的方式对该轴进行支承的轴支承部及包括该轴支承部的致动器。

背景技术

作为以能使轴沿其轴向移动的方式对该轴进行支承的机械结构，已知各种各样的结构，作为例子可列举直线运动式的致动器等的轴支承部。在温度相对较高的环境下使用这种致动器等的轴支承部的情况下，当热通过该轴支承部从外部传递至致动器等的内部时，例如会对电动机等驱动部的动作产生障碍，或使由耐热性能较低的材料构成的构件的功能丧失。因而，一直以来，为了防止从致动器等的外部向内部的导热，进行了各种改进。

例如，在专利文献1中公开了一种技术，为了防止水、粉尘等侵入到致动器内部，设有将轴与轴套间的间隙堵塞的橡胶制的保护套(日文：ブーツ)，通过有底圆筒状的隔热用罩来保护该橡胶制的保护套。由于存在上述罩，因此向致动器内部的导热某种程度上得到缓和。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2010/134125号

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，在以上述专利文献1的方式构成的情况下，为了安装罩而导致致动器变大了。此外，为了使热从作为有底圆筒状的罩的开口绕回到罩内部，结果上述绕回的热会从轴套等的轴支承部传递至内部。

如此，在现有技术中难以紧凑地设置用于抑制来自轴支承部的导热的结构。此外，在上述的现有的结构中，抑制来自轴支承部的导热原本也是困难的。

本发明为解决上述的技术问题而作，其目的在于获得一种紧凑且提高了耐热性能的轴支承部的耐热结构及致动器。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的轴支承部的耐热结构的特征在于，包括：衬套，上述衬套供轴穿过，且轴沿其轴向在该衬套的内部移动；轴套，上述轴套位于衬套的外周，并对衬套进行支承，且导热率比衬套的导热率高；以及隔热层，上述隔热层设于衬套与轴套之间。

发明效果

根据本发明，由于将导热率比衬套的导热率高的轴套设于衬套的外周，并将隔热层设于衬套与轴套之间，因此能通过紧凑的结构来提高轴支承部的耐热性能。

附图说明

图1是本发明实施方式1的致动器的剖视图。

图2是本发明实施方式1的致动器的分解立体图。

图3是将图1的一部分放大的图。

图4是表示用于帮助理解图3所示的耐热结构的参考例的剖视图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，参照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。

实施方式1

图1是本发明实施方式1的包括轴支承部的耐热结构的致动器1的剖视图。此外，图2是致动器1的分解立体图。以下，对使用了电子控制式电动机的致动器进行说明，但也可以是压力式等其它驱动方式的致动器。

在致动器1中，当向设于外部输入输出连接器2的端子3施加电压时，卷绕于定子4的线圈5中将会流通有电流，以将分极为多个极的定子4磁化成N极、S极。此外，具有被磁化成N极、S极的磁体6，且上端被衬套7a保持、下端被轴承7b保持的大致圆筒状的转子8受到定子4的NS磁化而旋转。

在转子8的内部形成有阴螺纹以作为用于将旋转转换为直线运动的螺纹机构8a，上述螺纹机构8a与作为形成于轴9一侧的螺纹机构9a的阳螺纹啮合。此外，在轴9上形成有用于对轴9的旋转进行限制的止转机构9b。此外，止转机构9b与形成于衬套11的内周面的平坦部以平面彼此相接。藉此，转子8的旋转运动转换成轴9的往复运动。

外部输入输出连接器2、端子3、定子4、线圈5、磁体6、衬套7a、轴承7b、转子8和对这些构件进行收纳的电动机外壳10等构成图2中的电动机部100。

衬套11是设于电动机部100的下部且设于轴9的外周的大致圆筒状的构件，以供轴9穿过。轴9一边与衬套11的内周面接触，一边沿轴向移动。另外，考虑到轴9的更顺畅的轴向的移动，也可以构成为，轴9以不与衬套11的内周面接触的方式移动。总而言之，衬套11对轴9进行支承，以使轴9能以轴9的移动轴不偏离允许范围以上的方式移动。

衬套11由圆筒部11a和凸缘11b构成，凸缘11b从圆筒部11a的靠电动机部100一侧的端部延伸设置。为了抑制与内周面接触的轴9的削损，衬套11由例如树脂构成。

在衬套11的外周设有对衬套11进行支承的大致圆筒状的轴套12。轴套12由圆筒部12a和凸缘12b构成，凸缘12b从圆筒部12a的靠电动机部100一侧的端部延伸设置。轴9的端部从圆筒部12a的底面向外部突出。轴套12由作为高强度材料的金属、例如铝构成，以在形成为小型的构件的情况下，也能确保可支承衬套11和沿轴向在衬套11内移动的轴9的程度的强度。

衬套11的圆筒部11a的外径的大部分比轴套12的圆筒部12a的内径小，在圆筒部12a与圆筒部11a之间形成有空气层13。

在电动机外壳10与衬套11的凸缘11b之间夹持有密封构件14。此外，在轴9的外周面与衬套11的内周面之间夹持有密封构件15。上述密封构件15设于衬套11的下端部，且具有防止水、粉尘等从轴9与衬套11的间隙侵入致动器1内部的密闭功能。密封构件14、15由例如橡胶制的O形环构成。

内部压入有衬套11的轴套12使用螺钉16等安装于电动机外壳10，其中上述衬套11安装有密封构件14、15。另外，也可以省略密封构件14，并将衬套11超声波焊接于电动机外壳10。

衬套11、轴套12、空气层13、密封构件15构成轴支承部。

以上述的方式构成的致动器1通过螺纹紧固等安装于用于对致动器1进行固定的外壳17，并例如用于将未图示的排气泄压阀打开、关闭，该排气泄压阀用于使流向未图示的涡轮增压器的排气气体分流。

此时，电动机部100一侧配置于低温的未图示的涡轮压缩机一侧，衬套11和轴套12等配置于高温的未图示的涡轮增压器一侧。也就是说，越靠近图1的纸面下方，则周围的温度越变高。外壳17是具有能维持与致动器1的安装部的强度的程度的厚度，且热容量相应程度地较大的构件。

在此，在图3中示出了致动器1的衬套11和轴套12附近的放大剖视图。衬套11如上所述是树脂制的，且构成为导热率较低的构件。另一方面，位于衬套11外周的轴套12是例如铝制的，且构成为导热率比衬套11的导热率高的构件。藉此，致动器1从未图示的涡轮增压器一侧接受的热如图3的流向F所示，从圆筒部12a的下端部向凸缘12b在轴套12中传递，并朝向凸缘12b所接触的外壳17散热。此外，从轴套12向衬套11的导热被设于衬套11与轴套12之间的空气层13所抑制。

如此，通过轴套12的散热效果和空气层13的隔热效果从而能抑制外部的热向致动器1的内部传递，此外，还能保护易受热影响的树脂制的衬套11和橡胶制的密封构件15。因而，例如，在实施方式1中，能使电动机部100的动作稳定，并且即使在高温环境下也能保持轴9的支承、密封构件15的密闭功能等，轴支承部的耐热性能提高。

此外，不需要像以往那样设置对轴套等轴支承部进行覆盖的罩，从而能紧凑地构成耐热结构。

除了上述的效果以外，通过耐热性能提高，能将致动器1更靠近涡轮增压器等高热源地进行配置，因此致动器1的布局性提高，从而能节约配置空间。此外，在如以往那样设置对轴套等的轴支承部进行覆盖的罩的结构的情况下，为了使罩与轴一起运动，需要确保供罩顺畅地运动的程度的空间，但若以图1至图3所示的实施方式1的方式构成，则不需要确保上述这样的空间。

此外，作为实施方式1的比较对象，在图4中示出了用于帮助理解本发明的参考例。在图4中，对于与图3相同或相当的部分标注相同的符号。另外，后述的轴套20超声波焊接于电动机外壳10。此外，在图4所示的参考例中，轴9以与使用图1和图2说明的电动机部100相同的动作原理往复运动。

在图4中，在轴9的外周设有大致圆筒状的轴套20，且在轴9的下部设有板21，该板21设有供轴9穿过的通孔。轴套20以能使轴9沿轴向移动的方式对其进行支承，橡胶制的密封构件22被轴9与轴套20夹持，并具有密闭功能。轴套20和板21使用可设定任意的形状且低成本的树脂材料。由于轴套20、板21、密封构件22易受热影响，因此图4所示的结构首先必须与涡轮增压器等高热源分开配置，并需要确保充分的配置空间。此外，由于树脂在高温环境下的强度较低，因此为了确保即使在高温环境下也能支承轴9的程度的强度，需要将树脂制的轴套20和板21形成得较大，从而导致轴套20和板21大型化。

另一方面，相对于图4所示的参考例，根据实施方式1所示的结构，由于即使衬套11是树脂制的也难以变得高温，因此不需要形成得像轴套20那么大，此外，由于将轴套12设为强度较高的金属制，因此不需要使轴套12大型化。因而，即使从轴套12和衬套11的整体来看，也能比轴套20和板21缩小。藉此，例如如图3和图4所示可知，在相同的环境下使用实施方式1和参考例的结构的情况下，实施方式1的轴支承部较小，且轴套12的下端线L位于比板21的下端靠上方处。

另外，在上述实施方式1中将衬套11简单设为树脂制，但具体而言，可考虑使用例如聚苯硫醚、混合有玻璃纤维的聚苯硫醚、混合有碳的聚苯硫醚等。此外，也可以将衬套11设为碳制。

此外，轴套12设为金属制，作为一例设为铝制，但也可以由镁、铜等构成，总之只要由导热率比衬套11的导热率高的材料构成即可。

此外，在上述实施方式1中，在衬套11与轴套12之间设置空气层13，但也可以在衬套11与轴套12之间填充隔热材料。作为隔热材料，可考虑使用例如各种的发泡材料、玻璃棉、橡胶等。或者，也可以在确保设于衬套11与轴套12间的空间的气密性的基础上将该空间设为真空，并设为真空层来代替空气层13。总之只要能将衬套11与轴套12之间形成为隔热层即可。

此外，在上述实施方式1中示出了包括轴支承部的耐热结构以作为致动器1的一部分的情况。然而，上述轴支承部的耐热结构也可以具有以能使轴沿其轴向移动的方式对其进行支承的轴支承部，并能应用于需要耐热性的所有的装置中，且构成为与适用对象的装置分体形成。

如上所述，根据本实施方式1的轴支承部的耐热结构，采用如下结构，即在供轴9穿过并使轴9沿其轴向在内部移动的衬套11的外周设置轴套12，该轴套12以夹着空气层13的方式对衬套11和在衬套11内移动的轴9进行支承，且导热率比衬套11的导热率高。藉此，能通过紧凑的结构提高轴支承部的耐热性能。此外，若将这种轴支承部的耐热结构应用于致动器，则能形成紧凑且耐热性能较高的致动器。

此外，轴套12设为与作为散热构件的外壳17接触。因而，由轴套12进行的散热得到促进。

此外，轴套12是金属制的。因而，能确保充分的强度。

此外，衬套11是树脂制的。因而，能抑制轴9与衬套11的内周面接触时轴9的削损。此外，能将衬套11容易地成形为任意的形状，还能实现低成本化。此外，由于轴支承部具有耐热性，因此即使在高温环境下，衬套11的功能也能得到维持。

此外，将隔热层设为空气层13。因而，能简单地设置隔热性能较高的隔热层。

此外，包括夹持于轴9的外周面与衬套11的内周面之间的密封构件15。因而，还能防止水、粉尘等从轴9与衬套11的间隙侵入。此外，由于轴支承部具有耐热性，因此即使在高温环境下，密封构件15的功能也能得到维持。

此外，本申请发明能在其保护范围内对实施方式中的任意结构要素进行变形，或是对实施方式中的任意结构要素进行省略。

(工业上的可利用性)

如上所述，本发明的轴支承部的耐热结构即使在高温环境下也能适当地对轴进行支承，并且能抑制向轴支承部的内部的导热，因此例如能应用于对放置于高温环境下的致动器的轴以能沿其轴向移动的方式进行支承。

(符号说明)

1致动器；2外部输入输出连接器；3端子；4定子；5线圈；6磁体；7a衬套；7b轴承；8转子；8a螺纹机构；9轴；9a螺纹机构；9b止转机构；10电动机外壳；11衬套；11a圆筒部；11b凸缘；12轴套；12a圆筒部；12b凸缘；13空气层；14、15密封构件；16螺钉；17外壳；20轴套；21板；22密封构件；100电动机部。

Claims (6)

1.一种轴支承部的耐热结构，其特征在于，包括：

衬套，所述衬套供轴穿过，且所述轴沿其轴向在该衬套的内部移动；

轴套，所述轴套位于所述衬套的外周且与散热构件接触，对所述衬套进行支承，且导热率比所述衬套的导热率高；以及

隔热层，所述隔热层设于所述衬套与所述轴套之间，

所述衬套和所述轴套相对于所述散热构件向与所述轴的驱动源相反的一侧突出。

2.如权利要求1所述的轴支承部的耐热结构，其特征在于，

所述轴套是金属制的。

3.如权利要求1所述的轴支承部的耐热结构，其特征在于，

所述衬套是树脂制的。

4.如权利要求1所述的轴支承部的耐热结构，其特征在于，

所述隔热层是空气层。

5.如权利要求1所述的轴支承部的耐热结构，其特征在于，

包括密封构件，该密封构件夹持在所述轴的外周面与所述衬套的内周面之间。

6.一种致动器，其特征在于，包括轴支承部的耐热结构，

所述轴支承部的耐热结构包括：

衬套，所述衬套供轴穿过，且所述轴沿其轴向在该衬套的内部移动；

轴套，所述轴套位于所述衬套的外周且与散热构件接触，对所述衬套进行支承，且导热率比所述衬套的导热率高；以及

隔热层，所述隔热层设于所述衬套与所述轴套之间，

所述衬套和所述轴套相对于所述散热构件向与所述轴的驱动源相反的一侧突出。