CN1740593A - 致动装置 - Google Patents

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CN1740593A
CN1740593A CNA2005100966022A CN200510096602A CN1740593A CN 1740593 A CN1740593 A CN 1740593A CN A2005100966022 A CNA2005100966022 A CN A2005100966022A CN 200510096602 A CN200510096602 A CN 200510096602A CN 1740593 A CN1740593 A CN 1740593A
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川村佑治
中村育夫
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Jidosha Denki Kogyo KK
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Abstract

一种致动装置包括：一个马达，容纳在具有一个盖的箱体中；一个输出齿轮，通过驱动轴经由一个减速齿轮被驱动以旋转；一个输出轴，通过箱体可旋转地支撑并与输出齿轮共同旋转；和一个输出凸轮，安装在输出轴上；具有一个位于输出齿轮顶面用于容纳制动器部件的接收凹槽部分的致动装置，一个制动器部件可旋转地安装在输出轴上并面对接收凹槽部分内侧，和一个锁定突起部分，被锁定到输出轴的突起部分和制动器部件的制动器上并与之分离；和制动器，在此处制动器部件的各个制动器被锁定到盖的内表面以限制输出齿轮的旋转角度。

Description

致动装置
技术领域
本发明涉及到一种致动装置，优选地用于例如一种操纵锁定装置中，用于锁定/解锁车辆的操纵轴。
背景技术
一种如现有技术致动装置的操纵锁定装置包括：一个箱体，该箱体具有一个覆盖马达箱部件和齿轮箱部件的盖；一个马达，该马达容纳在箱体的马达箱部件中；一个输出齿轮，该输出齿轮可旋转地容纳在箱体的齿轮箱部件中，输出齿轮通过马达驱动轴经由一个减速齿轮受到驱动而旋转；一个输出轴，被输出齿轮的轴穿透且固定在其上，并且与输出齿轮共同旋转；一个输出凸轮，该输出凸轮安装在输出轴上用于锁定/解锁操纵轴；和一对限制开关，该对限制开关安装在箱体的齿轮箱部件中，通过集成形成在输出齿轮轴上的凸轮部分打开/关闭。
在顶面上设置一个突起，它可以与从盖的内表面伸出的突起接触并锁定在其上。当输出齿轮的突起开始与盖的突起接触并锁定在其上时，输出齿轮轴的凸轮部分打开限制开关从而关闭马达的动力。为了吸收输出齿轮的突起与盖的突起在锁定接触处的荷载，在盖的突起处安装一个弹性部件。
JP-A-2002-205622
JP-A-2002-326559
在相关技术的操纵锁定装置中，当输出齿轮的突起开始与盖的突起接触并锁定在其上时，很大的荷载作用在盖的突起上使盖浮起，这可能会使盖变形或破裂。盖的变形将不能限制输出齿轮的旋转角度，从而导致齿轮旋转过多的角度。为了解决这一问题，在盖的突起上安装了一个弹性部件以吸收在输出齿轮的突起与盖的突起锁定接触处的可能冲击(荷载)。盖的突起处的弹性部件增加了部件的数量，导致了成本的增加。
发明内容
为了解决所述问题而实现本发明。本发明的一个目的是提供一种低成本的致动装置，其能够可靠地防止盖的变形和破裂并可靠地使输出齿轮在预定的角度内旋转且在任何时候制动它。
根据本发明的第一个方面，提供了一种致动装置，包括：
一个箱体，具有覆盖马达箱部件和齿轮箱部件的盖；
一个马达，容纳在箱体的马达箱部件中；
一个输出齿轮，可旋转地容纳在箱体的齿轮箱部件中，输出齿轮通过马达驱动轴经由一个减速齿轮被驱动从而旋转；
一个输出轴，通过箱体可旋转地支撑并与输出齿轮共同旋转；和
一个输出部件，其安装在输出轴上；
一个制动器部件，可旋转地安装在输出轴上；
一个制动器，在此处制动器部件被锁定在盖的内表面以限制输出齿轮的旋转角度；
一个接收凹槽部分，用来接收形成在输出齿轮顶面上的制动器部件；和
一个突起，形成在输出轴上面对接收凹槽部分的内部，其中
制动器部件分别提供有一个锁定突起部分，该部分被锁定到输出轴的突起和至少一对制动器上并与它们分离，以及
至少一对制动器被设置在盖的内表面上，在此处制动器部件的各个制动器开始与输出齿轮接触并锁定在其上，以限制输出齿轮的旋转角度。
根据本发明的第二个方面，提供了根据第一个方面的致动装置，其中
制动器部件成形为在其中心具有圆筒状部分的大致碟形的形状，
锁定突起部分完整地从制动器圆筒状部分的内周表面上突起，以及
至少一对制动器完整地从制动器部件的顶面突起。
如上所述，根据本发明的第一个方面，用于接收制动器部件的接收凹槽部分形成在输出齿轮的顶面，并且一个突起形成在输出轴上面对接收凹槽部分的内侧，并且制动器部件分别提供有一个锁定突起部分，它被锁定在输出轴的突起和至少一对制动器上且与它们分离，以及至少一对制动器提供在盖的内表面，在此处制动器部件的各个制动器开始与输出齿轮接触并锁定在其上以限制输出齿轮的旋转角度。这种结构使得制动器部件的至少一对制动器与盖的至少一对制动器接触，从而可靠地锁定和使输出齿轮在预定的角度内旋转并在任何时候制动它。具有这种结构，就有可能在制动器部件的各个制动器与盖内表面的各个制动器接触锁定时分散一半的冲击(荷载)，与现有技术中仅在各个输出齿轮和盖上提供单个突起的情况相比。这可靠地防止了盖可能的变形和破裂。不像相关技术的实例，没必要在盖的突起上安装吸收荷载的弹性部件，从而减少了所需部件的数量和总体成本。有可能将制动器部件的各个制动器和盖的各个制动器容纳在输出齿轮的接收凹槽部分中。这实现了一种在输出齿轮的小间隔的接收凹槽部分内具有某种强度的制动器结构，同时确保制动器部件的各个制动器的操作角度和功能。这提供了更紧凑和外形更简单的致动装置。
根据本发明的第二个方面，一个锁定突起部分完整地从制动器圆筒状部分的内周表面上突起，其中制动器部件的形状为在其中心具有圆筒状部分的近似碟状，以及至少一对制动器完整地从制动器部件的顶面突起。这可靠地吸收了容纳在输出齿轮接收凹槽部分中的制动器部件的各个制动器和盖的内表面上的各个制动器在接触锁定时的冲击(荷载)，也就是，在制动器部件的各个制动器和盖内表面的各个制动器之间实现平衡。这可靠地抑制了盖的变形，例如扭曲，以及可靠地使输出齿轮在预定的角度内旋转并在任何时候停止。
附图说明
图1是根据本发明实施例1的操纵锁定装置的分解透视图；
图2是该操纵锁定装置的平面图；
图3是该操纵锁定装置的仰视图；
图4是该操纵锁定装置从底部看的透视图；
图5是该操纵锁定装置的后视图；
图6是该操纵锁定装置箱体内部的平面图；
图7是沿图2中线X-X的剖面图；
图8是用于操纵锁定装置的马达的侧视图；
图9是马达的平面图；
图10A是连接在马达上的圆筒状弹性部件的后视图；
图10B是该弹性部件的侧视图；
图10C是该弹性部件的平面图；
图11A是放大的剖面图，示出马达的接头连接部分；
图11B是放大的剖面图，示出接头连接在接头连接部分的状态；
图11C是连接有接头的马达的局部平面图；
图12沿图2中线Y-Y的剖面图；
图13是图12中Z部分的放大剖面图；
图14A图示了输出轴和用于操纵锁定装置和盖的制动器中的制动器部件之间的关系；
图14B是沿图14A中线P-P的剖面图；
图15A是输出轴末端的剖面图；
图15B是输出轴末端的侧视图；
图16A是制动器部件的平面图；
图16B是沿图16A线Q-Q的剖面图；
图17A是盖的主体的底视图；
图17B是沿图17A线R-R的剖面图；
图18A是输出轴底端的侧视图；
图18B是输出轴底端的仰视图；
图19A图示了输出轴即将开始旋转的状态；
图19B图示了在图19A所示状态中的一个限制开关即将运转的状态；
图20A图示了输出轴已经以一个预定的角度旋转的状态；
图20B图示了在图20A所示状态中的一个限制即将被打开的状态；
图21A图示了输出轴的突起部分即将开始与制动器部件的锁定突起部分接触的状态；
图21B图示了在图21A所示状态中的一个限制开关的打开状态；
图22A图示了输出轴的突起部分开始与制动器部件的锁定突起部分接触的状态；
图22B图示了在图22A所示状态中的一个限制开关的运转状态；
图23A图示了输出轴的突起部分已经推起制动器部件的锁定突起部分的状态；
图23B图示了在图23A所示状态中的一个限制开关的运转状态。
具体实施方式
本发明的实施例1将参考附图进行描述。
【实施例1】
图1是根据本发明实施例1的操纵锁定装置的分解透视图。图2是该操纵锁定装置的平面图。图3是该操纵锁定装置的仰视图。图4是该操纵锁定装置从底部看的透视图。图5是该操纵锁定装置的后视图。图6是该操纵锁定装置箱体内部的平面图。图7是沿图2线X-X的剖面图。图8是用于操纵锁定装置的马达的侧视图。图9是马达的平面图。图10A是连接在马达上的圆筒状弹性部件的后视图。图10B是该弹性部件的侧视图。图10C是该弹性部件的平面图。图11A是放大的剖面图，表明了马达的接头连接部分。图11B是放大的剖面图，表明了接头连接在接头连接部分的状态。图11C是连接有接头的马达的局部平面图。图12沿图2线Y-Y的剖面图。图13是图12中Z部分的放大剖面图。图14A图示了输出轴和用于操纵锁定装置和盖的制动器中的制动器部件之间的关系。图14B是沿图14A线P-P的剖面图。图15A是输出轴末端的剖面图。图15B是输出轴末端的侧视图。图16A是制动器部件的平面图。图16B是沿图16A线Q-Q的剖面图。图17A是盖的主体的仰视图。图17B是沿图17A线R-R的剖面图。图18A是输出轴底端的侧视图。图18B是输出轴底端的底视图。图19到23一步步图示了输出轴的旋转和限制开关运转之间的关系。
如图1-6所示，操纵锁定装置(致动装置)10包括一个由合成树脂制成的盒状箱体11，它具有一个马达箱部件11a和一个与马达箱部件11a连通的齿轮箱部件11b，一个由合成树脂制成、用螺丝15夹紧或固定的盖12，用于覆盖箱体11的马达箱部件11a和齿轮箱部件11b。马达20容纳在箱体11的马达箱11a中。其电枢轴(驱动轴)21的末端21a通过轴承17可旋转地支撑，其中轴承17由齿轮箱部件11b的轴承支撑部分11d保持。在轴承17的小直径部分17a中安装了一个橡胶的O型环(防振动部件)18。利用轴承17和橡胶的O型环18把马达20电枢轴21的末端21a以可浮动的方式支撑在齿轮箱部件11b的轴承支撑部分11d上。形成在电枢轴21末端的蜗杆21b进入齿轮箱部件11b。当为安装在电枢轴21上的电枢(未示出)的电枢线圈供电时，电枢正常旋转或反向旋转。当供给电枢线圈的电流被切断时，形成一个电磁控制电路，使得电磁控制电流流入电枢线圈。
如图1和6所示，在箱体11的马达箱部件11a的两个彼此面对的侧壁(接近各角)之上完整地突起一对沿垂直方向平行延伸的突起11f，11f。在马达箱部件11a的底壁11c上完整地突起一对突起11g，11g沿宽度方向平行延伸，如图7所示。在马达箱部件11a的每个突起11f、11g上，经由连接在马达20上的弹性部件22以浮动的方式支撑马达20。在马达20前后的轴承20a、20b内安装有橡胶的O型环20c、20d。通过这些O型环20c、20d，轴承20a、20b分别由箱体11的轴承支撑部分16a、16b支撑。马达20以浮动的方式支撑在马达箱部件11a前后。也就是，位于马达箱部件11a中的马达20通过弹性部件22和O型环20c、20d浮动地支撑在箱体11上。
如图6到10所示，弹性部件22用热塑性的弹性树脂成型为圆筒状的形状。也就是，弹性部件22通过一个上壁(上部)22a、两个侧壁22b、22b和一个下壁(底部)22c构成圆筒状。在上壁22a和下壁22c的每个外表面之上完整地突起一对沿纵向平行延伸的突起22d、22d。这两对突起22d、22d被分别设置成与一对马达箱部件11a底壁11c的突起11g、11g和一对在盖12的内表面12a上部完整突起的突起12g、12g交叉。通过弹性部件22上壁22a的这对突起22d、22d和下壁22c的这对突起22d、22d，将马达20以浮动的方式支撑在马达箱部件11a底壁11c的这对突起11g、11g和盖12内表面12a的这对突起12g、12g之间。
在弹性部件22的上壁22a之后扩展了一条接头接收槽22e。接头接收槽22e用来捕捉一个插入其中的L型接头24，从而使之与一个安置在马达20的孔20e中的以大致为Z状的金属片形式出现的接头连接片23接触，如图9和11所示。线束(harness)25的芯25a，在被焊接到接头上时，夹在接头24一端大致为V状的部分中。如图6到10所示，弹性部件22的侧壁22b、22b的各个上下部分完整地突出了一对线束夹紧部分22f、22f。
如图1、6、7和12所示，在箱体11的齿轮箱部件11b中可旋转地容纳了一个由合成树脂制成的减速齿轮26，由马达20的电枢轴21驱动旋转，和一个由合成树脂制成的输出齿轮28，由减速齿轮26驱动旋转。减速齿轮26包括一个与马达20的电枢轴21的蜗杆21b啮合的大齿轮26b和一个与输出齿轮28啮合的小齿轮26c。在减速齿轮26的中心形成有一个圆孔26a，芯轴27贯穿在其中。如图12所示，芯轴27的上端和下端固定在箱体11的底壁11c的凹槽部分11h和盖12的内表面的凹槽部分12h。减速齿轮26通过芯轴27被可旋转地支撑。
如图1、6和12所示，在输出齿轮28的圆柱形齿轮主体28a内通过夹物模压方式完整地形成了一个金属制成的圆柱形输出轴29。小直径输出轴29的下端由固定在箱体11的底壁11c上的轴承19可旋转地支撑。小直径输出轴29的上端29a由形成在盖12上的轴承12b可旋转地支撑。这使得输出齿轮28和输出轴29可以共同旋转。在输出齿轮28的齿轮主体28a下端完整地突出了一个凸轮部分28c。在箱体11的齿轮箱部件11b内面对凸轮部分28c的地方，通过一个合成树脂制成的开关支架36和一个螺丝37，安装了一对通过凸轮部分28c开关的限制开关(开关装置)35、35。各个限制开关35与一对线束38、38相连，如图2、3、4和6所示。
如图1、6、12和14所示，在输出齿轮28的顶面28d形成了一个环状的接收凹槽部分28e，可以旋转地容纳一个由超耐热硬质合金制成的制动器部件30。在输出轴29的上端29a之下面对接收凹槽部分28e内侧，完整地突出了一个突起部分29c。如图16所示，制动器部件30形成为一个在其中心有一个圆筒状部分30a的近似圆碟。制动器部件30的圆筒状部分30a的内周表面30b固定在输出轴29的一个大的中间轴29g上。制动器部件30可旋转地安装在输出轴29上。在圆筒状部分30a的内周表面30b上，完整地突出了一个锁定突起部分30c，它可以锁定在输出轴29的突起部分29c以及与输出轴29的突起部分29c分开。在制动器部件30的顶面30d之上完整地突起了一对隔开180度的制动器31、31，它可与后面提到的盖12的各个突起13接触并锁定在其上。
如图12到14和图17所示，在盖12的内表面12a上以相同圆周上的预定间隔完整地突起四个制动器13，用来限制输出齿轮28的旋转角度以允许输出齿轮28按预定的角度旋转。如图14和19所示，在输出齿轮28和输出轴29旋转期间，在某一时刻，输出轴29的突起部分29c和制动器部件30的锁定突起部分30c在一直线上对齐。在位于盖12内表面12a上下部分的左右各对制动器13、13之间的中心，分别定位有容纳在输出齿轮28接收凹槽部分28e中的制动器部件30的各个制动器31。在盖12内表面12a上突起的各个制动器13被设置成突出到输出齿轮28的接收凹槽部分28e中从而被容纳在接收凹槽部分28e中。在输出齿轮28的接收凹槽部分28e的底面和制动器部件30的底面之间放入一个曲线垫圈(弯曲垫圈)33和一对夹着曲线垫圈33的平垫圈34、34。曲线垫圈33的弹力恒定地给制动器部件30向着盖12的内表面12a加压。
如图12和13所示，在盖12内表面12a的各个制动器13外侧突起了一个环状延伸的突起部分12c，从而环绕着形成输出齿轮28的接收凹槽部分28e的环形壁28f。
如图12和18所示，在暴露于箱体11底壁11c外部的输出轴29的下端29b，形成有一个制动D形切口部分29d和一个防止后座的锯齿部分29e。在输出轴29的中心形成有一个螺丝孔29f。输出轴29的下端29b通过螺丝41夹在或固定在一个用来锁定/解锁操纵轴(未示出)的输出凸轮(输出部件)40上。
根据实施例1的操纵锁定装置10，当电流提供给马达20的电枢线圈(未示出)时，电枢轴21的蜗杆21b旋转，通过减速齿轮26输出齿轮28也旋转。随着输出齿轮28的旋转，输出轴29旋转。
如图14A、14B和19A所示，当输出齿轮28和输出轴29沿图19A和20A所示的箭头旋转预定的角度时，即从容纳在输出齿轮28的接收凹槽部分28e中的制动器部件30的各个制动器31远离盖12的各个制动器13的状态，从输出齿轮28的齿轮主体28a之上完整突出的凸轮部分28c推动安置在箱体齿轮箱部件11b一角的处于关闭状态的一个限制开关35的操纵杆35a，从而打开了限制开关35，如图20B所示。
当限制开关35被打开时，位置探测信号被输出到马达20且供电被关闭，提供给电枢线圈的电流也被关闭。当限制开关35被打开时，如图21A所示，由于延迟和惯性，输出齿轮28和输出轴29进一步旋转。在这个实践中，万一，例如供给电压较高或空气温度较高，由于延迟或惯性造成的过载会变得更大。因此，即使在限制开关35被打开之后，输出齿轮28和输出轴29依然会沿箭头方向进一步旋转，如图22A所示。
随着输出齿轮28和输出轴29的旋转，如图22A所示，输出轴29的突出部分29c推动容纳在输出齿轮28的接收凹槽部分28e中的制动器部件30的锁定突起部分30c。这使得输出齿轮28的接收凹槽部分28e之中的制动器部件30沿图22A所示箭头的方向旋转，使得制动器部件30的成对制动器31、31开始与盖12的这对相对的制动器13、13接触并锁定在其上，如图23A所示。在此时，输出齿轮28和输出轴29停止旋转。输出齿轮28停止的位置是凸轮部分28c可以将限制开关35保持在打开的位置。
这样，通过使容纳在输出齿轮28的接收凹槽部分28e中的成对制动器31、31与突出在盖12上的一对制动器13、13接触并锁定在其上，同时容纳在接收凹槽部分28e中，就有可能让输出齿轮28在预定的角度内旋转并在任何时候使其停止。与相关技术中仅在各个输出齿轮和盖上提供单个突起的情况相比，以这种结构，就有可能在盖12的这对制动器13、13与制动器部件30的这对制动器31、31接触锁定时分散一半的冲击。这可靠地防止了例如盖12的浮动所造成的盖12可能的变形和破裂。不像相关技术的实例，没必要在盖的突起上安装吸收荷载的弹性部件，从而减少了所需部件的数量和总体成本。
总而言之，通过盖12的这对制动器13、13和制动器部件30的这对制动器31、31，在盖12的这对制动器13、13和制动器部件30的这对制动器31、31接触锁定时，有可能可靠地吸收冲击。这可靠地抑制了盖12可能的变形，例如扭曲，并且使输出齿轮28在预定的角度内旋转并在任何时候停止。
有可能将制动器部件30的各个制动器12和盖12容纳在输出齿轮28的接收凹槽部分28e中。这为整个操纵锁定装置10提供了更紧凑和外形更简单的设计。
还有可能在输出齿轮28的接收凹槽部分28e处设置一个较宽的角度，也就是容纳制动器部件30的地方。这就允许使用具有足够体积(周向长度)的制动器部件30。换句话说，在输出齿轮28的小间隔的接收凹槽部分28e内，可能设置一种具有某种强度的制动器结构，同时确保制动器部件30的各个制动器31的操作角度和功能。
另外，凸轮部分28c完整地从容纳制动器部件30的输出齿轮28的齿轮主体28a之上突起，其中制动器部件通过各个制动器31可靠地制动了输出齿轮28和输出轴29的旋转。这种结构可靠地防止了一种现象，也就是凸轮部分28c滑过限制开关35的操纵杆35a。这也就可能通过利用凸轮部分28c可靠地打开或关闭限制开关35。
当制动器部件的一对制动器直接与盖上的四个没有连接实施例1中阻尼器的制动器接触时，有可能将实施例1应用到一种情况，也就是为了使用除上述四个制动器之外的两个相互面对的制动器来推动减震器较薄的部分，盖上的四个制动器的每个之上都连接了一个橡胶阻尼器。虽然实施例1中的弹性部件是一种热塑性弹性树脂材料，但可用诸如橡胶的其它材料来代替。虽然在本发明中使用O型环作为防震部件，但是本发明并不受限于此。

Claims (2)

1.一种致动装置，包含：
一个箱体，具有一个覆盖马达箱部件和齿轮箱部件的盖；
一个马达，容纳在箱体的马达箱部件中；
一个输出齿轮，可旋转地容纳在箱体的齿轮箱部件中，输出齿轮通过马达驱动轴经由一个减速齿轮被驱动以旋转；
一个输出轴，通过箱体可旋转地支撑并与输出齿轮共同旋转；和
一个输出部件，安装在输出轴上；
一个制动器部件，可旋转地安装在输出轴上；
一个制动器，在此处制动器部件被锁定在盖的内表面以限制输出齿轮的旋转角度；
一个接收凹槽部分，用来接收形成在输出齿轮顶面上的制动器部件；和
一个突起，形成在输出轴上面对接收凹槽部分的内部，其中
制动器部件分别提供有一个锁定突起部分，它被锁定到输出轴的突起和至少一对制动器上并与它们分离，以及
至少一对制动器被设置在盖的内表面上，在此处制动器部件的各个制动器开始与输出齿轮接触并锁定在其上，以限制输出齿轮的旋转角度。
2.如权利要求1所述的致动装置，其中
制动器部件形成为在其中心具有圆筒状部分的近似碟状的形状，
锁定突起部分完整地从制动器圆筒状部分的内周表面上突起，和
至少一对制动器完整地从制动器部件的顶面突起。
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