CN108475964B - 电动致动器 - Google Patents

电动致动器 Download PDF

Info

Publication number
CN108475964B
CN108475964B CN201680079198.4A CN201680079198A CN108475964B CN 108475964 B CN108475964 B CN 108475964B CN 201680079198 A CN201680079198 A CN 201680079198A CN 108475964 B CN108475964 B CN 108475964B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric actuator
ball screw
rotating shaft
hollow rotating
bearing
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201680079198.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108475964A (zh
Inventor
松任卓志
池田良则
内藤悠纪
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 CN108475964A publication Critical patent/CN108475964A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108475964B publication Critical patent/CN108475964B/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
    • F16H25/22—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
    • F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls
    • F16H25/2228—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls the device for circulation forming a part of the screw member
    • 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
    • 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
    • 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
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • 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
    • 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
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/18—Electric or magnetic
    • F16D2121/24—Electric or magnetic using motors
    • 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
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2125/00—Components of actuators
    • F16D2125/18—Mechanical mechanisms
    • F16D2125/20—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa
    • F16D2125/34—Mechanical mechanisms converting rotation to linear movement or vice versa acting in the direction of the axis of rotation
    • F16D2125/40—Screw-and-nut
    • 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
    • F16H2025/2075—Coaxial drive motors
    • 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
    • F16H2025/2075—Coaxial drive motors
    • F16H2025/2078—Coaxial drive motors the rotor being integrated with the nut or screw body
    • 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
    • F16H25/2214—Screw mechanisms with balls, rollers, or similar members between the co-operating parts; Elements essential to the use of such members with balls with elements for guiding the circulating balls

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

具备电动机部、运动转换机构部、操作部及端子部的电动致动器的特征在于，对所述电动机部的转子铁芯进行支承的中空旋转轴被滚动轴承支承为旋转自如，所述运动转换机构部与所述中空旋转轴连结且具备滚珠丝杠，该滚珠丝杠的滚珠丝杠螺母配置于所述中空旋转轴的内部，所述操作部与所述运动转换机构部连结，在电动致动器中，在所述中空旋转轴形成有所述滚动轴承的内侧轨道面。

Description

电动致动器
技术领域
本发明涉及电动致动器。
背景技术
近年来，为了实现车辆等的省力化、低燃耗化而发展电动化，例如开发出通过电动机的力来进行机动车的自动变速器、制动、转向等的操作的系统，并投入到市场中。作为使用于这样的用途的致动器，有为了将电动机的旋转运动转换为直线方向的运动而使用滚珠丝杠机构的致动器(专利文献1)。
在先技术文献
专利文献1：日本特开2014一18007号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，提出了这样一种电动致动器：将滚珠丝杠的螺母与电动机的转子作为一体，使电动机的转子具有滚珠丝杠的螺母的功能，使转子的一部分兼用作用于支承转子的滚动轴承的内圈。并且，在将该电动致动器作为机动车等的车辆用使用的情况下，由于有尽量减小质量、并尽量降低成本等的要求，因此，期望部件数量尽量少的构成。另外，关于对转子(滚珠丝杠的螺母)与滚动轴承的内圈进行一体化，由于滚动轴承的内圈与滚珠丝杠的螺母各自的材料所要求的功能共通，因此，滚动轴承的内圈与滚珠丝杠的螺母能够使用相同的材料。
但是，判明了，在通过将部件共用化了的多品种展开对直动致动器进行系列化时，考虑滚珠丝杠的螺母的共用化，通过转子与滚珠丝杠的螺母的一体化得到的效果较少。
另外，判明了，在取得电动机的旋转平衡时，用于支承转子铁芯的滚动轴承所负载的径向载荷为转子铁芯的自重程度，因此，滚动轴承不需要使用强度高的材料，也不需要由于是便宜的软钢而进行热处理，或者进行高温回火处理(调质处理)程度即可。
鉴于以上的问题，本发明的目的在于提供适于小型化、搭载性、低成本化以及系列化的电动致动器。
用于解决课题的手段
本发明人为了实现上述的目的而进行各种研究，结果得到了在对电动致动器的电动机部的转子铁芯进行支承的中空旋转轴即转子内衬一体地形成滚动轴承的内圈这样的新的构思。
作为用于实现前述的目的的技术手段，本发明的电动致动器具备电动机部、运动转换机构部、操作部及端子部，所述电动致动器的特征在于，对所述电动机部的转子铁芯进行支承的中空旋转轴被滚动轴承支承为旋转自如，所述运动转换机构部与所述中空旋转轴连结，且具备滚珠丝杠，该滚珠丝杠的滚珠丝杠螺母配置于所述中空旋转轴的内部，所述操作部与所述运动转换机构部连结，在电动致动器中，在所述中空旋转轴形成有所述滚动轴承的内侧轨道面。通过上述的构成，能够实现适合于小型化、搭载性、低成本化及系列化的直动致动器。
优选为，上述的形成有内侧轨道面的滚动轴承为球轴承。由此，中空旋转轴的旋转特性良好，且对低成本化有利。
优选为，上述的运动转换机构部具有对滚珠丝杠螺母的旋转进行减速的减速器。由此，能够采用小型的电动机，能够谋求电动致动器的紧凑化以及搭载性的提高。
优选为，上述的减速器为行星齿轮减速器。在该情况下，能够实现中空旋转轴、行星齿轮支架及滚珠丝杠螺母的半径方向的多层结构，能够谋求电动致动器的进一步的紧凑化以及搭载性的提高。
通过将上述的滚动轴承的内侧轨道面配置于滚珠丝杠螺母的轴向宽度的内侧，能够将电动致动器的框体小型化，能够实现紧凑性以及提高搭载性。
上述的中空旋转轴的两端由多个滚动轴承支承，在这两个滚动轴承之间的轴向范围内配置推力轴承，从而对力矩载荷有利，能够将推力轴承小型化。
通过将上述的推力轴承配置于接近多个滚动轴承的轴方向位置的中央部的位置，从而对力矩载荷极其有利，能够进一步促进推力轴承的小型化。
通过使上述的推力轴承为推力滚针轴承，能够以较小的安装空间支承较大的推力负荷。
通过将上述的端子部沿轴向夹持在电动致动器的壳体之间，能够将收容电动机部的壳体在长度方向上层叠多个，能够做成具有多个操作部的电动致动器。
发明效果
根据本发明，能够实现适合于小型化、搭载性、低成本化及系列化的直动致动器。
附图说明
图1是本发明的一实施方式涉及的电动致动器的纵剖视图。
图2是沿图1的E-E线向视观察的纵剖视图。
图3是沿图1的F-F线向视观察的横剖视图。
图4是表示在壳体装入了内齿轮的状态的纵剖视图。
图5是将图1的电动机的定子与端子部取出并放大了的纵剖视图。
图6是沿图1的G-G线向视观察的横剖视图。
图7是沿图1的H-H线向视观察的横剖视图。
图8是将图1的电动机部的转子组装体与运动转换机构部取出的纵剖视图。
图9是图1的电动致动器的左侧视图。
图10是沿图9的I-I线向视观察的盖的纵剖视图。
图11是电动致动器的控制框图。
图12是电动致动器的控制框图。
具体实施方式
基于图1～图12说明本发明的一实施方式涉及的电动致动器。
图1是表示本实施方式的电动致动器的组装状态的纵剖视图，图2是沿图1的E-E线向视观察的纵剖视图。如图1及图2所示，电动致动器1的主要结构为：产生驱动力的电动机部A；将电动机部A的旋转转换后输出的运动转换机构部B；将运动转换机构部B的运动输出的操作部C；具备电源供给电路、传感器等的端子部D。
构成电动机部A与运动转换机构部B的一部分的行星齿轮减速器10收容于壳体20内。电动机部A由径向间隙型的电动机25构成，该径向间隙型的电动机25由固定于壳体20的定子23、以及以带有间隙地对置的方式配置于定子23的径向内侧的转子24构成。定子23通过在定子铁芯23a上装配绝缘用的线圈架23b、并在线圈架23b上卷绕线圈23c而构成。转子24由转子铁芯24a和安装于转子铁芯24a的外周的永久磁铁24b(参照图2)构成。转子24外嵌于作为中空旋转轴的转子内衬26而被安装固定。
转子内衬26在一端部(图1、图2的右侧)外周形成有滚动轴承27的内侧轨道面27a，滚动轴承27的外圈27b装配于与壳体20的内周面嵌合的轴承保持架28。在转子内衬26的另一端部(图1、图2的左侧)内周面与盖29的圆筒部29a的外周面之间装配有滚动轴承30。由此，转子内衬26被滚动轴承27、30旋转自如地支承两端部。
运动转换机构部B由滚珠丝杠31与行星齿轮减速器10构成。滚珠丝杠31主要由滚珠丝杠螺母32、滚珠丝杠轴33、多个滚珠34及作为循环构件的挡块35(参照图2)构成。在滚珠丝杠螺母32的内周面形成有螺旋状槽32a，在滚珠丝杠轴33的外周面形成有螺旋状槽33a。在两螺旋状槽32a、33a之间装填有滚珠34，并装入两个挡块35，由此，两列滚珠34循环。
滚珠丝杠轴33具有中空孔33b，在中空孔33b收容有弹簧安装轴环36。弹簧安装轴环36由PPS等树脂材料构成，在一方的端部(图1的右侧)具有圆形实心部36a，在另一方的端部(图1的左侧)具有凸缘状的弹簧收纳部36b。另外，弹簧安装轴环36从圆形实心部36a的内端到另一方的端部形成有凹部36c。
将弹簧安装轴环36插入滚珠丝杠轴33的中空孔33b，沿半径方向贯穿滚珠丝杠轴33与弹簧安装轴环36的圆形实心部36a地嵌入销37，从而将滚珠丝杠轴33与弹簧安装轴环36连结固定。在从滚珠丝杠轴33的外周面突出的销37的两端部旋转自如地外嵌有引导轴环38。引导轴环38由PPS等树脂材料构成，通过将引导轴环38嵌入在壳体20的圆筒部20a的内周设置的引导槽20b来防止滚珠丝杠轴33转动。由此，当滚珠丝杠螺母32旋转时，滚珠丝杠轴33沿图1、图2的左右方向进退。在滚珠丝杠轴33的一端部(图1的右侧)安装有作为操作部C的致动器头部39。
参照图1、图3及图4说明行星齿轮减速器10。图3是沿图1的F-F线向视的横剖视图。行星齿轮减速器10由内齿轮40、太阳轮41、行星齿轮42、行星齿轮支架43及行星齿轮保持架44构成。如图3所示，行星齿轮42与内齿轮40和太阳轮41啮合。在内齿轮40的外周设有多个(例如四个)槽口40a，在壳体20的内周面20c设有与槽口40a相同数量的轴向槽20e。使内齿轮40的槽口40a与壳体20的轴向槽20e相位一致地装入壳体20的轴向槽20e。由此，能够防止内齿轮40相对于壳体20转动。如图4所示，在壳体20的圆筒部20a的外周面设有O型密封圈的装配槽20d，在内周面设有引导轴环38(参照图1)的引导槽20b。
如图1所示，太阳轮41压入嵌合于转子内衬26的台阶部内周面，能传递转矩地相连结。行星齿轮42旋转自如地支承于行星齿轮支架43及行星齿轮保持架44。行星齿轮支架43的圆筒部43a压入嵌合于滚珠丝杠螺母32的外周面，能传递转矩地相连结。在行星齿轮支架43的圆筒部43a的外周面与转子内衬26的内周面之间具有引导间隙地嵌合，转子内衬26与行星齿轮支架43能够相对旋转。在行星齿轮减速器10的作用下，电动机25的转子内衬26的旋转被减速，并向滚珠丝杠螺母32传递。由此，能够使旋转转矩增加，从而将电动机25小型化。
在本实施方式中，例示了具备行星齿轮减速器10的电动致动器1，但不限于此，也可以不设置行星齿轮减速器而做成为转子内衬26直接向滚珠丝杠螺母32传递转矩的结构的电动致动器。
如图1所示，在滚珠丝杠螺母32的一方的端面(图1的右侧)与壳体20的圆筒部20a的内侧端面之间装配有推力垫圈45。在盖29的圆筒部29a的前端部安装有推力承载环46，在滚珠丝杠螺母32的另一方的端面(图1的左侧)与推力承载环46之间装配有作为推力轴承的推力滚针轴承47。利用推力滚针轴承47，能够圆滑地支承滚珠丝杠螺母32旋转而滚珠丝杠轴33向图面右方前进时的推力负荷。由于采用推力滚针轴承47，因此，能够利用较小的安装空间支承较大的推力负荷。另外，推力滚针轴承47配置于对转子内衬26的两端进行支承的滚动轴承27、30之间的轴向范围内，因此，对于力矩载荷有利。特别是，在如本实施方式这样将推力滚针轴承47配置于接近对转子内衬26的两端进行支承的滚动轴承27、30的轴向位置的中央部的位置的情况下，对于力矩载荷极其有利。
在盖29的圆筒部29a的内周的凹部29b收容有压缩螺旋弹簧48，压缩螺旋弹簧48的两端分别与推力滚针轴承47和弹簧安装轴环36的弹簧收纳部36b抵接。在压缩螺旋弹簧48的弹簧力的作用下，与弹簧安装轴环36连结的滚珠丝杠轴33总是被向初期位置的方向施力。
参照图9及图10详细说明盖29。图9是图1的左侧视图，图10是沿图9的I-I线向视观察的盖29的纵剖视图。盖29例如由铝、锌合金、镁合金等构成。在盖29的半径方向外侧周边设有：供用于组装电动致动器1并进行紧固的螺栓61贯穿的贯通孔(省略图示)；以及用于将组装好的电动致动器1安装于设置部位的贯通孔62。
如图10所示，在盖29的圆筒部29a的前端部外周面设有轴承装配面63及推力承载环46的嵌合面64，在内周形成有收容压缩螺旋弹簧48(参照图1)的凹部29b。
接着，参照图1、图2及图5～图7说明端子部D。图5是将图1的电动机25的定子23与端子部D取出并放大的图。图6是沿图1的G-G线向视观察的横剖视图，图7是沿图1的H-H线向视观察的横剖视图。如图5所示，端子部D由端子主体50、收容于端子主体50的内部的母线51及印刷电路板52构成。母线51与印刷电路板52螺纹固定于端子主体50。如图6及图7所示，定子23的线圈23c暂且按U、V、W的相与母线51的端子51a结线，而且，如图2所示，母线51的端子51b与端子主体50的端子台50a通过弹簧70紧固而结线。从端子主体50的端子台50a延伸出的端子50b与控制器(参照图11、图12)连接。端子50b是动力电源用的端子。需要说明的是，信号线通过图1的连接器71连接。如图6及图7所示，在端子主体50的半径方向外侧周边设有组装紧固用的贯通孔68与安装用的贯通孔69。
在本实施方式的电动致动器1搭载有两种传感器。参照图1、图2、图6及图7说明这些传感器。其中一个是为了进行电动机25的旋转控制而使用的旋转角度检测用传感器53。作为旋转角度检测用传感器53，霍尔元件适合。如图1及图7所示，旋转角度检测用传感器53安装于印刷电路板52。如图1所示，旋转角度检测用传感器在电动机25的转子内衬26的另一方的端部(图1的左侧)安装有脉冲环54，在电动致动器1组装好的状态下，脉冲环54与旋转角度检测用传感器53以在轴向上具有间隙地对置的方式配置。旋转角度检测用传感器53确定按照U、V、W的3相的顺序流过电流的时机。
另一方的传感器是为了进行滚珠丝杠轴33的行程控制而使用的行程检测用传感器55。行程检测用传感器55也安装于印刷电路板52。如图2、图6及图7所示，在印刷电路板52上连接有沿轴向延伸的带状的印刷电路板56，在该印刷电路板56安装有行程检测用传感器55。印刷电路板56及行程检测用传感器55配置于在滚珠丝杠轴33的中空孔33b内收容的弹簧安装轴环36的凹部36c内。在弹簧安装轴环36的凹部36c的内周安装有作为靶的永久磁铁57，永久磁铁57与行程检测用传感器55以在半径方向上具有间隔地对置的方式配置。由此，能够取出滚珠丝杠轴33的行程控制所用的信号。
在本实施方式中，例示了使用行程检测用传感器55的电动致动器1，但根据应用的不同，也存在不使用行程检测用传感器55的情况。
本实施方式的电动致动器1的整体的结构如以上所述。接着，参照图1及图8综合说明适合于小型化、搭载性、低成本化及系列化的本实施方式的电动致动器1的特征性的结构。图8是将图1的电动机部A的转子组装体与运动转换机构部B取出的纵剖视图。
转子铁芯24a在作为中空旋转轴的转子内衬26的一方的肩部26a固定侧板65，且与转子内衬26的外周面26b嵌合。在该状态下，永久磁铁(参照图2)插入转子铁芯24a，转子铁芯24a的其余的端面借助侧板65利用簧环66定位固定。
转子内衬26在与一方的端部(图8的右侧)的转子铁芯24a的一端部接近的轴向位置形成有滚动轴承27的内侧轨道面27a，在与另一方的端部(图8的左侧)的转子铁芯24a的另一端部接近的轴向位置的内周面装配有滚动轴承30。通过这样的结构，能够使转子内衬26在轴向上紧凑。除此之外，滚动轴承27与配置于滚珠丝杠螺母32的轴向宽度的内侧的结构相结合，能够缩短图1所示的电动致动器1的框体的轴向尺寸L，从而能够实现紧凑性且搭载性提高。
安装了转子铁芯24a的转子内衬26的支承轴承27、30由于能够取得转子的旋转平衡，因此，只要能支承转子的自重程度的径向载荷即可。滚动轴承27不需要使用强度高的材料，也不需要由于作为转子内衬26的材料的便宜的软钢而进行作为热处理的淬火。特别是，在本实施方式的电动致动器1中，使用行星齿轮减速器10，因此，不产生径向载荷，且直线运动的反力由专用的大负荷容量的推力滚针轴承47支承。因此，滚动轴承27只要具有径向方向的定位功能即可，因此，用上述那样的材料规格即可。由此，能谋求低成本化。
另外，推力滚针轴承47配置于对转子内衬26的两端进行支承的滚动轴承27、30之间的轴向范围内，因此，对于力矩载荷有利，能够将推力轴承小型化。特别是，在如本实施方式这样将推力滚针轴承47配置于接近对转子内衬26的两端进行支承的滚动轴承27、30的轴向位置的中央部的位置的情况下，对于力矩载荷极其有利，能够进一步促进推力轴承的小型化。其结果是，能够缩小推力滚针轴承47及推力承载环46等的尺寸，有助于电动致动器1整体的紧凑化。
在设置了减速器(行星齿轮减速器10)的情况下，与减速比相应地增加旋转转矩，因此，能够采用小型的电动机。而且，在本实施方式中，将行星齿轮支架43的圆筒部43a作为减速器的输出部，压入嵌合于滚珠丝杠螺母32的外周面而进行连结，因此，组装时的连结作业性良好。行星齿轮支架43的圆筒部43a的外周面在与转子内衬26的内周面26d之间设置引导间隙，从而成为旋转自如地被支承的结构。而且，与采用小型电动机、以及转子内衬26、行星齿轮支架43的圆筒部43a及滚珠丝杠螺母32的半径方向的多层结构相结合，从而能够减小电动致动器1的框体的径向尺寸M，从而实现紧凑且搭载性提高。
作为行星齿轮减速器10的输出部的行星齿轮支架43的圆筒部43a的内周面43b压入嵌合于滚珠丝杠螺母32的外周面32b，能够传递转矩地相连结。由于能够充分确保内周面43b与外周面32b的嵌合面积，因此，即使相对于减速后的高转矩也能稳定地传递转矩。另外，由于使转子内衬26与滚珠丝杠螺母32为分体结构，且将向滚珠丝杠螺母32的连结结构作为为与滚珠丝杠螺母32的外周面32b压入嵌合的形式，因此，即使为螺距不同等的滚珠丝杠与转子内衬26的组合也能容易地重组。
行星齿轮减速器10的太阳轮41被压入嵌合于转子内衬26的一方的端部(图8的右侧)的内周面26c，能够传递转矩地相连结。基于压入嵌合的连结结构是转子内衬26的减速前的高速旋转(例如2000～3000min-1程度)的部位，因此，转矩传递面充分，且组装时的连结作业性也良好。而且，连结结构位于对转子内衬26进行支承的滚动轴承27的正下方，因此，太阳轮41的旋转精度电良好。
由于做成为由壳体20和盖29夹持端子主体50的结构，使端子部沿半径方向形成，因此，也能做成为沿长度方向层叠多个收容电动机A的壳体20、具有多个操作部C的电动致动器。
而且，在本实施方式的电动致动器1中，例如，能够将电动机部A共用化，通过改变滚珠丝杠部分而做成为与各种用途、规格对应的电动致动器，对电动致动器1的系列化也适合。
在本实施方式的电动致动器1中，以上说明的特征性的结构相结合，能够实现适合于小型化、搭载性、低成本化及系列化的直动致动器。
接着，参照图1及图11说明本实施方式的电动致动器1的动作。省略图示，但例如在车辆上一级的ECU输入操作量。通过该操作量，ECU运算出所要求的位置指令值。如图11所示，位置指令值被发送至控制装置80的控制器81，控制器81运算出位置指令值所需要的电动机旋转角的控制信号，该控制信号被从控制器81向电动机25发送。
接收了控制信号的电动机25的中空旋转轴即转子内衬26旋转，并向运动转换机构部B传递。具体而言，与转子内衬26连结的行星齿轮减速器10的太阳轮41旋转，行星齿轮42公转，通过该公转运动，行星齿轮支架43自转子内衬26的转速减速，旋转转矩增加。
与行星齿轮支架43连结的滚珠丝杠螺母32旋转，被止转了的滚珠丝杠轴33向图1的右方向前进，前进至基于控制器81的控制信号的位置，安装于滚珠丝杠轴33的一端部(图1的右侧)的致动器头部39对控制对象装置(省略图示)进行操作。
就滚珠丝杠轴33的位置而言，如图11所示，将由行程传感器55检测出的检测值向控制装置80的比较部82发送，算出该检测值与位置指令值的差值，基于该值与旋转角传感器53的信号，从控制器81向电动机25发送控制信号，对致动器头部39的位置进行反馈控制。因此，在将本实施方式的电动致动器1例如应用于线控换挡的情况下，能够可靠地对换挡位置进行控制。需要说明的是，电源自设于车辆侧的蓄电池等的外部向控制装置80输入(省略图示)，使用于电动机、各传感器的驱动等。
图12表示未使用行程传感器55的情况下的控制框图。在该情况下，在压力控制的例子中，在控制对象装置(省略图示)设有压力传感器83。当向车辆上一级的ECU输入操作量时，ECU算出所要求的压力指令值。该压力指令值被发送至控制装置80的控制器81，控制器81运算出压力指令值所需要的电动机的电流值，并从控制器81向电动机25发送。与图11的情况相同，滚珠丝杠轴33向图1的右方向前进。安装于滚珠丝杠轴33的一端部的致动器头部39对控制对象装置(省略图示)进行加压操作。
致动器头部39的操作压力利用外部设置压力传感器83检测，并被进行反馈控制。因此，在将电动致动器1应用于例如线控制动控制的情况下，能够可靠地控制致动器的液压。
最后，说明本实施方式的电动致动器1的组装工序的概要。首先，如图4所示，将内齿轮40插入壳体20。在插入时，如图3所示，使内齿轮40的槽口40a与壳体20的轴向槽20e相位一致。
接着，将图8所示的组装电动机部A的转子组装体和运动转换机构B而成的副组件插入图4所示的壳体20中。在插入时，进行行星齿轮42与内齿轮40的啮合、引导轴环38与引导槽20b的对位、以及轴承保持架28与壳体20的内周面20c的嵌合作业。
然后，将图5所示的定子23与端子主体50的组装体插入壳体20中。在插入时，使设于定子23的凸部(省略图示)与壳体20的轴向槽20e的相位一致。
最后，安装盖29，并利用螺栓61进行紧固。由此，电动致动器1的组装完成。
在以上说明的实施方式中，例示了使用行星齿轮机构作为减速器的情况，但不限于此，也可以使用具有其他机构的减速器。
本发明并不受前述的实施方式任何限定，当然能够在不脱离本发明的要旨的范围内进一步以各种各样的方式实施，本发明的范围由权利请求保护的范围示出，还包含与权利请求的范围记载的等同的意义及范围内的所有变更。
附图标记说明
1 电动致动器
10 行星齿轮减速器
20 壳体
23 定子
23a 定子铁芯
23b 线圈架
23c 线圈
24 转子
24a 转子铁芯
24b 永久磁铁
25 电动机
26 转子内衬(中空旋转轴)
27 滚动轴承
27a 内侧轨道面
27b 外圈
28 轴承保持架
29 盖
30 滚动轴承
31 滚珠丝杠
32 滚珠丝杠螺母
32a 螺旋状槽
32b 滚珠丝杠螺母外周面
33 滚珠丝杠轴
33a 螺旋状槽
34 滚珠
35 挡块
36 弹簧安装轴环
37 销
38 引导轴环
39 致动器头部
40 内齿轮
41 太阳轮
42 行星齿轮
43 行星齿轮支架
43a 圆筒部
44 行星齿轮保持架
47 推力滚针轴承
48 压缩螺旋弹簧
50 端子主体
51 母线
52 印刷电路板
53 旋转角度检测用传感器
54 脉冲环
55 行程检测用传感器
56 印刷电路板
57 永久磁铁
A 电动机部
B 运动转换机构部
C 操作部
D 端子部
L 框体的轴向尺寸
M 框体的径向尺寸

Claims (8)

1.一种电动致动器，其具备电动机部、运动转换机构部、操作部及端子部，所述电动致动器的特征在于，
对所述电动机部的转子铁芯进行支承的作为转子内衬的中空旋转轴被滚动轴承支承为旋转自如，所述运动转换机构部与所述中空旋转轴连结，并且具备滚珠丝杠，该滚珠丝杠配置于所述中空旋转轴的内部，所述操作部与所述运动转换机构部连结，在所述电动致动器中，
所述中空旋转轴与所述滚珠丝杠的滚珠丝杠螺母由分体构件构成，所述滚珠丝杠螺母在所述中空旋转轴的内部在半径方向上层状地配置，
在接近所述转子铁芯的一端部的所述中空旋转轴的外周形成有所述滚动轴承的内侧轨道面，该内侧轨道面配置于所述滚珠丝杠螺母的轴向宽度的内侧，
在所述滚珠丝杠螺母的一端配置有支承直线运动的反力的推力轴承。
2.根据权利要求1所述的电动致动器，其特征在于，
形成有所述内侧轨道面的所述滚动轴承为球轴承。
3.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，
所述运动转换机构部具有对所述滚珠丝杠螺母的旋转进行减速的减速器。
4.根据权利要求3所述的电动致动器，其特征在于，
所述减速器为行星齿轮减速器。
5.根据权利要求1所述的电动致动器，其特征在于，
所述中空旋转轴的两端由多个滚动轴承支承，在所述多个滚动轴承之间的轴向范围内配置有推力轴承。
6.根据权利要求5所述的电动致动器，其特征在于，
所述推力轴承配置于接近所述多个滚动轴承的轴向位置的中央部的位置。
7.根据权利要求5或6所述的电动致动器，其特征在于，
所述推力轴承为推力滚针轴承。
8.根据权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于，
所述端子部被沿轴向夹持在所述电动致动器的壳体之间。
CN201680079198.4A 2016-01-27 2016-12-27 电动致动器 Expired - Fee Related CN108475964B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-013522 2016-01-27
JP2016013522A JP6765193B2 (ja) 2016-01-27 2016-01-27 電動アクチュエータ
PCT/JP2016/088811 WO2017130624A1 (ja) 2016-01-27 2016-12-27 電動アクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108475964A CN108475964A (zh) 2018-08-31
CN108475964B true CN108475964B (zh) 2020-07-28

Family

ID=59397902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680079198.4A Expired - Fee Related CN108475964B (zh) 2016-01-27 2016-12-27 电动致动器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10830320B2 (zh)
EP (1) EP3410582B1 (zh)
JP (1) JP6765193B2 (zh)
CN (1) CN108475964B (zh)
WO (1) WO2017130624A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6647900B2 (ja) * 2016-02-09 2020-02-14 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6632909B2 (ja) * 2016-02-18 2020-01-22 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6794121B2 (ja) * 2016-03-11 2020-12-02 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6762114B2 (ja) * 2016-03-25 2020-09-30 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6671209B2 (ja) 2016-03-28 2020-03-25 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6682316B2 (ja) * 2016-03-29 2020-04-15 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
US11274733B2 (en) * 2017-10-23 2022-03-15 9363-8203 Québec Inc. Linear translation stages
JP7247318B2 (ja) * 2018-07-20 2023-03-28 フラバ ベスローテン ヴェンノーツハップ 回転角度測定システム
JP7131329B2 (ja) * 2018-11-21 2022-09-06 トヨタ自動車株式会社 ブレーキアクチュエータ
JP7003302B2 (ja) * 2019-02-08 2022-01-20 三菱電機株式会社 電子機器及び電子機器の製造方法
CN114731091A (zh) * 2019-09-23 2022-07-08 迪宝克技术公司 用于运动模拟器的线性致动器
DE102019219813A1 (de) * 2019-12-17 2021-06-17 Zf Friedrichshafen Ag Aktuatorvorrichtung zur Erzeugung einer longitudinalen Stellbewegung
US20210187707A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Black & Decker Inc. Power tool with compact motor assembly
US11383071B2 (en) * 2020-03-10 2022-07-12 Long Xiao Tattoo device with motor having built-in motion conversion member
US20210328478A1 (en) * 2021-06-29 2021-10-21 Larry Childs Electric Dispensing Tool Motor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1285088A (zh) * 1998-01-20 2001-02-21 Skf工程研究中心公司 组合式致动器以及包括这种致动器的制动钳
EP1189331A1 (en) * 2000-02-25 2002-03-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cylinder servomotor
CN203027072U (zh) * 2012-11-29 2013-06-26 台山市江口电器制造有限公司 电动推杆
DE202014103629U1 (de) * 2014-08-05 2014-09-18 Perma Gear Gmbh Magnetische Antriebselemente Schieber
CN104115374A (zh) * 2012-02-08 2014-10-22 日本精工株式会社 驱动器、定子、马达、旋转直线运动转换机构以及线性运动驱动器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3836255A1 (de) * 1988-10-25 1990-04-26 Opel Adam Ag Elektromotorisches stellelement
JP2001508524A (ja) * 1996-02-15 2001-06-26 ケルシ・ヘイズ、カムパニ 電気式ディスクブレーキ作動機構
DE19652230A1 (de) * 1996-12-16 1998-06-18 Teves Gmbh Alfred Elektromechanisch betätigbare Scheibenbremse
NL1006540C2 (nl) * 1997-07-10 1999-01-15 Skf Ind Trading & Dev Elektrische actuator met regelsensor, alsmede schijfrem omvattende een dergelijke actuator.
NL1011142C2 (nl) * 1999-01-27 2000-07-31 Skf Eng & Res Centre Bv Compacte actuator.
DE102008059745A1 (de) * 2008-12-01 2010-06-02 Thyssenkrupp Presta Ag Elektromechanische Servolenkung mit Kugelgewindetrieb
JP2010242949A (ja) * 2009-04-10 2010-10-28 Jtekt Corp ボールねじ装置
JP2011132335A (ja) * 2009-12-24 2011-07-07 Ntn Corp グリース組成物、グリース封入軸受、自在継手および直動装置
JP2014018007A (ja) 2012-07-10 2014-01-30 Nsk Ltd 電動アクチュエータ
JP6647900B2 (ja) * 2016-02-09 2020-02-14 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6632909B2 (ja) * 2016-02-18 2020-01-22 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6794121B2 (ja) * 2016-03-11 2020-12-02 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6762114B2 (ja) * 2016-03-25 2020-09-30 Ntn株式会社 電動アクチュエータ
JP6682316B2 (ja) * 2016-03-29 2020-04-15 Ntn株式会社 電動アクチュエータ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1285088A (zh) * 1998-01-20 2001-02-21 Skf工程研究中心公司 组合式致动器以及包括这种致动器的制动钳
EP1189331A1 (en) * 2000-02-25 2002-03-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cylinder servomotor
CN104115374A (zh) * 2012-02-08 2014-10-22 日本精工株式会社 驱动器、定子、马达、旋转直线运动转换机构以及线性运动驱动器
CN203027072U (zh) * 2012-11-29 2013-06-26 台山市江口电器制造有限公司 电动推杆
DE202014103629U1 (de) * 2014-08-05 2014-09-18 Perma Gear Gmbh Magnetische Antriebselemente Schieber

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017135849A (ja) 2017-08-03
WO2017130624A1 (ja) 2017-08-03
EP3410582B1 (en) 2021-08-04
EP3410582A1 (en) 2018-12-05
JP6765193B2 (ja) 2020-10-07
US10830320B2 (en) 2020-11-10
CN108475964A (zh) 2018-08-31
EP3410582A4 (en) 2019-08-28
US20190040940A1 (en) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108475964B (zh) 电动致动器
WO2017138353A1 (ja) ボールねじ装置およびこれを備える電動アクチュエータ
EP3418606B1 (en) Electric actuator
CN108886297B (zh) 电动致动器
EP3429068B1 (en) Electrical actuator
CN108884921B (zh) 电动致动器
EP3439155B1 (en) Electric actuator
WO2017169846A1 (ja) 電動アクチュエータ
JP6736352B2 (ja) 電動アクチュエータ
JP6621687B2 (ja) 電動アクチュエータ
WO2017199741A1 (ja) 電動アクチュエータ
WO2017169935A1 (ja) 電動アクチュエータ

Legal Events

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

Granted publication date: 20200728