CN107846101A - 致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一致动器，该致动器包括电机，所述电机包括转子及环绕所述转子设置的定子；所述定子包括绕线架、若干绕置于所述绕线架的绕组及安装于所述绕线架并对应所述绕组设置的若干磁芯元件；所述绕线架设置有一收容所述转子的转子收容部及从多个所述转子收容部径向延伸出来的绕线部；及所述致动器还包括收容所述电机的壳体，所述壳体内一体成型形成的多个支撑部，所述支撑部直接与所述绕线架和/或磁芯元件配合以支撑所述电机。本发明提供的壳体能够在没有隔离板的情况下实现组装，有利地降低了所述致动器的组装的复杂性，简化了组装工艺。

Description

致动器
技术领域
本发明涉及一种致动器，优选地但不唯一地，涉及应用于机动车环境中的步进致动器。
背景技术
电致动器，特别是在机动车环境中，其最重要的特征之一为整体尺寸，即在两个维度上，所述致动器的体积或者占地面积。其中，占地面积是更为关键的变量，通常所述致动器的内部器件能够在一垂直方向上层叠设置，以便保证所述器件之间最优层叠效果，通常通过层叠设置所述电机及所述齿轮组来实现。
通常，致动器包括圆柱步进电机，并且所述圆柱步进电机需要一定的空间以便牢固地安装在所述壳体内。当所述电机与所述齿轮组层叠设置时，一隔离板安装于所述壳体内，所述隔离板与所述壳体互补配合。所述电机能够安装于所述隔离板的一侧，并且所述齿轮组能够安装于所述隔离板的另一侧，保证了每个器件的牢固安装，没有所述隔离板，所述齿轮组或者所述电机都无法牢固定位。
由于所述隔离板占据了所述壳体内的宝贵的内部空间，因此所述隔离板增加了所述致动器的整体体积，因为更多的组件必须互相配合，也增加了所述致动器组装的复杂度。
发明内容
本发明寻求提供一种针对上述问题的解决办法，提供一种避免使用所述隔离板的致动器，从而提供一种更为紧凑的致动器装置。
一种致动器，包括：电机，所述电机包括转子及环绕所述转子设置的定子；所述定子包括绕线架、若干绕置于所述绕线架的绕组及安装于所述绕线架并对应所述绕组设置的若干磁芯元件；所述绕线架设置有一收容所述转子的转子收容部及从多个所述转子收容部径向延伸出来的绕线部；及所述致动器还包括收容所述电机的壳体，所述壳体内一体成型形成的多个支撑部，所述支撑部直接与所述绕线架和/或磁芯元件配合以支撑所述电机。
其中一个实施例中，所述壳体包括相互扣合的第一半壳及第二半壳，多个所述支撑部一体成型于所述第一半壳及所述第二半壳中的一个。
其中一个实施例中，多个所述支撑部分别靠近所述第二半壳的边缘。
其中一个实施例中，所述绕线部包括从所述转子收容部延伸出来的构件本体及设置于所述构件本体末端的端盖，所述绕组绕设在所述构件本体表面。
其中一个实施例中，所述绕线架还包括一电连接器，所述电连接器设置在其中一绕线部的远离所述转子收容部的一端，所述支撑部包括直接支撑所述电连接器的第一支撑部及分别支撑所述磁芯元件的第二支撑部。
其中一个实施例中，所述第一支撑部为一自所述第二半壳的一侧壁平行所述第二半壳的底壁延伸的板体，所述第二支撑部为垂直所述第二半壳的底壁向上延伸的长条形。
其中一个实施例中，所述致动器还包括设置于所述壳体内部的齿轮组，所述齿轮组中的至少一些齿轮为定向的，所述齿轮组包括输出齿轮。
其中一个实施例中，所述第一半壳具有十字形的主体区域和连接器进入口，用于收容所述电机。
其中一个实施例中，所述第二半壳具有第一容纳区域和第二容纳区域，所述齿轮组的至少一个输出齿轮收容于所述第一容纳区域内，所述第一容纳区域开设有进入孔，以便所述输出齿轮可以从所述进入孔凸出；所述第二容纳区域与所述第一容纳区域相邻且贯通并且共同用于收容所述电机，所述第二容纳区域沿转子轴向的深度小于所述第一容纳区域沿转子轴向的深度。
其中一个实施例中，所述第一半壳可收容地与所述第二半壳配合以密封所述壳体。
本发明提供的壳体能够在没有隔离板的情况下实现组装，有利地降低了所述致动器的组装的复杂性，简化了组装工艺，并且减少了必须制造的部件的数量，同时得到一紧凑组装的致动器装置。
附图说明
现在将参考附图更具体地描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的第一方面的致动器的一个实施例的立体图，所述壳体是透明的以说明所述致动器的内部部件；
图2示出了图1所示的致动器的平面图；
图3示出了图1所示的致动器侧面的立体分解示意图；及
图4示出了图1所示的致动器的立体示意图，为了清楚起见，省略了上壳体部分和齿轮组。
具体实施方式
参考图1至图3，本发明提供了一种致动器，整体以10标示，优选地，所述致动器10为适用在机动车环境中使用的步进致动器，例如作为加热、通风和空调(HVAC)系统的一部分。
所述步进致动器10包括壳体16、设置于壳体16内部的电机12及齿轮组14、与所述壳体16一体成型的多个支撑部。本装置中，所述齿轮组14中的至少一些齿轮为定向的，使得安装至所述壳体16内部时，其与所述电机12层叠设置。
所述电机12在这里为星形电机。所述星形电机包括转子18及环绕所述转子18设置的定子26。所述定子26包括绕线架22、绕组24及磁芯元件28。若干所述绕组24绕置于所述绕线架22，若干所述磁芯元件28安装于所述绕线架22并对应这些绕组24设置。所述支撑部直接与所述绕线架22和/或磁芯元件28配合以支撑所述电机12。
在本实施例中，所述绕线架22具有转子收容部20及自所述转子收容部20径向延伸出来的多个绕线部30；这些绕线部30围绕所述转子收容部20成等角度地设置；图2这里示出了四个这样的绕线部30。所述转子18收容在所述转子收容部20内。虽然一定子26具有多个磁芯元件28的，但是应当理解，可以构造一个具有单一定子的电机，可以通过设置多部分绕线架来实现，因此上述装置仅用于指示目的。
每个绕线部30包括一个构件本体，所述构件本体优选为长条形，其沿径向从所述转子收容部20延伸并终止于一端盖32。所述端盖32至少部分地沿着横向方向从所述构件本体伸出，以相对于所述构件本体的外表面限定一个肩部。所述绕组24能够缠绕在每个绕线部30的外表面上，所述端盖32防止所述绕组24自所述绕线部30的外表面滑落。
在本实施例中，所述多个构件本体中的每个设置有两个平行间隔设置的主体部分，每一绕线部30的两个平行间隔的主体部分之间形成收容槽，所述端盖32的中心与所述收容槽贯通。所述收容槽用以收容所述磁芯元件28的至少一部分。
所述定子26优选地由多个分立的磁芯元件28组成，所述磁芯元件28具有三个联合臂：两个外部磁芯臂34及一中心磁芯臂36，每个外部磁芯臂34的端部优选地与所述转子收容部20的曲率相匹配；所述中心磁芯臂36可收容在所述收容槽内，以将所述磁芯元件28固定于对应的绕线部30上的适当位置。
所述绕线架22还包括一电连接器38，所述电连接器38设置在其中一绕线部30的远离所述转子收容部20的一端。所述电连接器38具有一连接器主体40和从连接器主体40延伸出的至少一个导电部件42。这里，所述电连接器38为公头连接器，其中所述导电部件42设置有6个凸出引脚44，所述引脚44穿过所述连接器主体40延伸到相应的连接器端子46中。任何适当形式的电连接器均可适用，当然也包括母头连接器。
优选地，所述电连接器38可以与所述绕线架22一体成型，在这种情况下，所述电连接器38从其中一个所述绕线部30的端盖32延伸。所述电连接器38不仅在绕线部30的平面中与所述转子收容部20间隔设置，而且电连接器38在平行于所述转子收容部20的旋转轴线的方向上与所述转子收容部20相互错开。
所述电连接器38位于所述收容槽的上方，允许所述磁芯元件28与相应的绕线部30之间无障碍配合。所述电连接器38也可以在绕线部30的长度方向上凸出并超过所述端盖32的最末端部分，可以理解，所述电连接器38沿转子18的径向凸出并超过所述绕线部30，例如，所述引脚44从所述端盖32向外凸出，使得从上方观察时，所述绕线架22的整体呈现细长的十字形轮廓。
优选地，所述壳体16形成为具有第一半壳48和第二半壳50的两部分壳体，优选地分为上部和下部两部分，所述第一半壳48和所述第二半壳50彼此互补地相互配合。所述第一半壳48设置为用于收容所述电机12，并具有大致十字形的主体区域52和连接器进入口54，当组装时，所述连接器进入口54与所述电连接器38对准，以允许所述电机12前向连接至例如电源和/或控制电子器件。
所述第二半壳50在这里具有第一容纳区域56，所述齿轮组14的至少一个输出齿轮58收容于所述第一容纳区域56内，所述第一容纳区域56开设有进入孔60，以便所述输出齿轮58可以从所述进入孔60凸出。一旦被组装就位，所述第一容纳区域56对应于所述第一半壳48中的连接器进入口54。
所述第二半壳50还可以包括第二容纳区域64，所述第二容纳区域64与所述第一容纳区域56相邻且贯通并且共同用于收容所述电机12。所述第二容纳区域64的沿转子轴向的深度小于所述第一容纳区域56沿转子轴向的深度。在本实施例中，多个所述支撑部分别靠近所述第二半壳50的边缘。所述支撑部包括直接支撑所述电连接器38的第一支撑部62及分别支撑所述磁芯元件28的第二支撑部66。所述第一支撑部62为一自所述第二半壳50的一侧壁平行所述第二半壳50的底壁延伸的板体，所述第二支撑部66为垂直所述第二半壳50的底壁向上延伸的长条形。优选地，所述支撑部作为所述第二半壳50的一部分与所述第二半壳50一体成型。可以理解，在其他实施方式中，所述支撑部也可以可拆卸地与所述第二半壳50配合。
本发明使用所述壳体16作为所述电机12和所述齿轮组14的直接支撑部，而不需要使用一隔离板。在图4中示出了所述电机12插入到所述壳体16的第二半壳50中。
所述电机12可直接安装在多个支撑部上，优选地，所述支撑部与所述绕线架22和/或所述磁芯元件28直接接触，从而可以省去隔离板。
在本实施例中，所述支撑部与绕线部30对应配合组装。具体地，每个凸出的第二支撑部66与对应的绕线部30的端部对齐以便安装所述电机12。优选地，可以通过所述绕线部30的端盖32与所述磁芯元件28配合以形成一肩部，所述肩部与对应的第二支撑部66的最末端配合，以将所述电机12支撑在适当位置。在这种情况下，所述电连接器38的连接器主体40安装于所述支撑部62上，以提供给所述电机12与所述第二支撑部66的相应接触点以支撑。
为了组装所述致动器10，所述齿轮组14可以插入到所述壳体16中以便可旋转地操作，并且可以在壳体16内设置预成型的基座，以限定所述齿轮组14中的齿轮的位置。
一旦所述齿轮组已经被安装到所述壳体16中，优选地，预组装的电机12可以被插入到所述壳体16中。这可以通过将所述电连接器38安装在所述第一支撑部62配合来实现，并将所述绕线架22和/或所述磁芯元件28安装在所述第二支撑部66上，从而在壳体16上多个不同的支撑位置直接支撑所述电机12，这里设置4个这样的支撑位置。
优选地，上述组装仅在所述第二半壳50中完成，然后所述第一半壳48可收容地与所述第二半壳50配合以密封所述壳体16，从而形成一完整的致动器10。所述密封可以是可拆卸的或其他装配方式；优选地，所述第一半壳48和所述第二半壳50将被不可拆卸地连接，例如使用粘合剂和/或通过将两个部分彼此焊接实现。
所以本发明提供的致动器10是一个结构紧凑的单元，包括所有在内部密封定位的相关部件，通过所述连接器进入口54处接入电输入，通过所述进入孔60处输出驱动，用于所述致动器10驱动的前向连接。与传统的致动器装置相比，所述致动器10组装相对简单，需要更少的材料和部件来完成组装。
虽然已经在星型电机中描述了本发明，但是应当理解，如果壳体中设置有合适的支撑部，所述支撑部可以邻接或以其它方式与插入至所述壳体内的电机至少部分地配合，则本发明内容可以扩展到其他形式的电机。例如，设置有具备配合区域的定子的圆柱电机。
还要注意的是，在上述实施例中，虽然所述齿轮组被描述为在所述电机之前安装到所述壳体中，但可以容易地颠倒安装顺序，并且所述安装顺序可能取决于所述壳体的结构。
因此，可以提供容纳电机和齿轮组的致动器，而不需要提供单独的一个支撑部或分离板。这通过提供一个或多个支撑部来实现，所述电机可以从所述支撑部直接安装到壳体，以降低组装的复杂性，减少生产致动器所需的部件数量。
在本文中使用的“包括/包含”和“具有”这些词用于说明所述特征、整体、步骤或组件的存在，但不排除存在或添加一个或更多其他特征整体、步骤、组件或其组合。
应当理解，为了清楚起见，在不同实施例中描述的本发明的某些特征也可以在一单一实施例中组合。相反，为了简洁起见，在单个实施例中描述的本发明的各种特征也可以单独提供或以任何恰当的子组合形式提供。
上述实施例仅为本发明一部分实施例，并且对于本领域技术人员显而易见的其它各种修改，亦属于本申请限定的保护范围。

Claims (10)

1.一种致动器，其特征在于，包括：
电机，所述电机包括转子及环绕所述转子设置的定子；所述定子包括绕线架、若干绕置于所述绕线架的绕组及安装于所述绕线架并对应所述绕组设置的若干磁芯元件；所述绕线架设置有一收容所述转子的转子收容部及从多个所述转子收容部径向延伸出来的绕线部；及
所述致动器还包括收容所述电机的壳体，所述壳体内一体成型形成的多个支撑部，所述支撑部直接与所述绕线架和/或磁芯元件配合以支撑所述电机。
2.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述壳体包括相互扣合的第一半壳及第二半壳，多个所述支撑部一体成型于所述第一半壳及所述第二半壳中的一个。
3.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，多个所述支撑部分别靠近所述第二半壳的边缘。
4.如权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述绕线部包括从所述转子收容部延伸出来的构件本体及设置于所述构件本体末端的端盖，所述绕组绕设在所述构件本体表面。
5.如权利要求1至4任一项所述的致动器，其特征在于，所述绕线架还包括一电连接器，所述电连接器设置在其中一绕线部的远离所述转子收容部的一端，所述支撑部包括直接支撑所述电连接器的第一支撑部及分别支撑所述磁芯元件的第二支撑部。
6.如权利要求5所述的致动器，其特征在于，所述第一支撑部为一自所述第二半壳的一侧壁平行所述第二半壳的底壁延伸的板体，所述第二支撑部为垂直所述第二半壳的底壁向上延伸的长条形。
7.如权利要求2所述的致动器，其特征在于，所述致动器还包括设置于所述壳体内部的齿轮组，所述齿轮组中的至少一些齿轮为定向的，所述齿轮组包括输出齿轮。
8.如权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述第一半壳具有十字形的主体区域和连接器进入口，用于收容所述电机。
9.如权利要求8所述的致动器，其特征在于，所述第二半壳具有第一容纳区域和第二容纳区域，所述齿轮组的至少一个输出齿轮收容于所述第一容纳区域内，所述第一容纳区域开设有进入孔，以便所述输出齿轮可以从所述进入孔凸出；所述第二容纳区域与所述第一容纳区域相邻且贯通并且共同用于收容所述电机，所述第二容纳区域沿转子轴向的深度小于所述第一容纳区域沿转子轴向的深度。
10.如权利要求9所述的致动器，其特征在于，所述第一半壳可收容地与所述第二半壳配合以密封所述壳体。
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