CN1822476A - 致动器装置 - Google Patents

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CN1822476A
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河本牧人
下山正之
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Mitsuba Corp
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Jidosha Denki Kogyo KK
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    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
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Abstract

本发明公开了一种致动器装置，包括：具有马达容纳单元和齿轮容纳单元的壳体；容纳在马达容纳单元中的马达；和可旋转地容纳在壳体的齿轮容纳单元中的输出齿轮，所述输出齿轮由马达的驱动轴驱动旋转；通过弹性件以可浮动方式将马达支承在马达容纳单元内的致动器装置，其特征在于，弹性件包括用于支撑马达的马达主体的主体浮动部和用于支撑马达驱动轴前面和后面的轴承的一对轴承浮动部，主体浮动部与该对轴承浮动部作为弹性件整体地形成。

Description

致动器装置
技术领域
本发明涉及一种致动器装置，其例如优选地用于锁定/解锁车辆转向轴的转向锁定装置中。
背景技术
相关技术的转向锁定装置包括：壳体，其具有覆盖马达容纳单元和齿轮容纳单元的盖；容纳在壳体的马达容纳单元中的马达；可旋转地容纳在壳体的齿轮容纳单元中的输出齿轮，输出齿轮由马达的驱动轴通过减速齿轮驱动旋转；输出轴，其被输出齿轮的轴穿过且固定到输出齿轮的轴并与输出齿轮一起旋转；安装在输出轴上用来锁定/解锁转向轴的输出凸轮部；和一对布置在壳体的齿轮容纳单元中的限位开关，限位开关被整体地形成于输出齿轮的轴上的凸轮部接通/断开。
作为在该类型的转向锁定装置中使用的致动器装置，在图16和17中示出的致动器装置是已知的(例如，参考专利参考文献1)。
致动器装置1包括：壳体2，其具有用于覆盖马达容纳单元2a和齿轮容纳单元2b的盖(未示出)；容纳在壳体2的马达容纳单元2a中的马达3；可旋转地容纳在壳体2的齿轮容纳单元2b中的输出齿轮6，输出齿轮由马达3的驱动轴3的蜗杆4b通过多个减速齿轮5A、5B、5C驱动旋转；输出轴7，其被输出齿轮6的中心穿过且固定到输出齿轮6的中心并与输出齿轮6一起旋转；和安装在输出轴7上用来锁定/解锁转向轴的扇形齿轮(未示出)。
如图17中所示，马达3具有安装到马达3的前面和后面的轴承3a、3b上的橡胶O形环8a、8b，通过这些O形环8a、8b，轴承3a、3b与马达容纳单元2a的侧壁接触，以便将马达3支承在壳体2中。通过作为轴承的弯板弹簧9可旋转地支承马达3的驱动轴4的尖端4a。
[专利参考文献1]
JP-A-9-215261
[专利参考文献2]
JP-A-2002-205622
[专利参考文献3]
JP-A-2002-326559
在相关技术的转向锁定装置1中，简单地支撑马达3，同时马达3通过安装到轴承3a、3b的橡胶O形环8a、8b与壳体2的马达容纳单元2a的侧壁接触，马达3和壳体2的马达容纳单元2a的每个侧壁之间利用弹性件构造为浮动支承。如图17中所示，当减速齿轮5A正在旋转时，减速齿轮5A的反作用力F作用在马达3的驱动轴4上，力F导致马达3的驱动轴4沿绕着轴承3a的箭头P的方向弯曲，这很可能导致马达20在马达容纳单元2a的侧壁之间颤动，从而倾斜(偏斜)。仅仅通过橡胶O形环8a、8b的弹力不能充分地吸收反作用力F，马达3的输出的变形或弯曲有时导致马达3的输出的蜗杆4a与减速齿轮5A不良接合，从而引起故障和噪声(工作噪声)。
为了弥补该缺点，提供了一种构造，其中为了浮动支承而将弹性件布置在马达3和壳体2的马达容纳单元2a的每个侧壁之间，这又需要在安装到马达3的轴承3a、3b的橡胶O形环8a、8b的顶部上的、用于马达3的轭部(马达主体)的浮动支承的弹性件。这增加了待装配的部件数量和工时，从而导致成本较高。
发明内容
为了解决上述问题而完成本发明。本发明的目标是提供一种致动器装置，其能通过用简单的结构以低成本为整个马达进行浮动支承以及可靠地防止由马达驱动轴的变形或马达的偏斜引起的故障或噪声。
根据本发明第一方面，提供了一种致动器装置，其包括：
壳体，其具有覆盖马达容纳单元和齿轮容纳单元的盖；
容纳在壳体的马达容纳单元中的马达；和
可旋转地容纳在壳体的齿轮容纳单元中的输出齿轮，
输出齿轮由马达的驱动轴驱动旋转；
通过弹性件以可浮动方式将马达支承在马达容纳单元内的致动器装置，其中
弹性件包括：
用于支撑马达的马达主体的主体浮动部，和
用于分别支撑马达驱动轴前面和后面的轴承的一对轴承浮动部，
主体浮动部和该对轴承浮动部作为弹性件整体地形成。
根据本发明第二方面，提供了根据第一方面的致动器装置，其还包括：
形成于主体浮动部和至少一个轴承浮动部之间的凹口。
根据本发明第三方面，提供了根据第一或第二方面的致动器装置，其还包括：
在主体浮动部中形成顶片、底片和连接顶片与底片的侧片，其中
在该对轴承浮动部中形成配合到可旋转地支承马达驱动轴的轴承的孔。
根据本发明第四方面，提供了根据第三方面的致动器装置，其还包括：
一对沿马达的马达主体的宽度方向延伸的突出部，其在顶片的顶面上面整体地突出，和
一对沿马达的马达主体的宽度方向延伸的突出部，其在底片的底面下面整体地突出。
如上所述，根据本发明第一方面，以可浮动方式将马达支承在马达容纳单元中的弹性件由保持马达的马达主体的主体浮动部和一对分别保持马达驱动轴前面和后面的轴承的轴承浮动部形成，主体浮动部和该对轴承浮动部作为弹性件整体地形成。这通过用简单的结构减少了装配工时和总成本并以可浮动方式可靠地支承整个马达，这可靠地防止了由马达驱动轴的变形或马达的偏斜引起的故障或噪声。
根据本发明第二方面，凹口形成于主体浮动部和至少一个轴承浮动部之间。因而，能通过凹口容易地将弹性件的主体浮动部安装到马达的马达主体以及容易地将弹性件的该对轴承浮动部安装到驱动轴前面和后面的轴承。
根据本发明第三方面，在主体浮动部中形成顶片、底片和连接顶片与底片的侧片，和在该对轴承浮动部中形成配合到可旋转地支承马达驱动轴的轴承的孔。主体浮动部和该对轴承浮动部包围马达主体，从而更可靠地以可浮动方式支承马达主体。
根据本发明第四方面，顶片，一对沿马达的马达主体的宽度方向延伸的突出部在顶片的顶面上面整体地突出，和一对沿马达的马达主体的宽度方向延伸的突出部在底片的底面下面整体地突出。因而，能更可靠地以可浮动方式将马达主体支承在马达容纳单元11a中的底壁和盖的内表面之间。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的转向锁定装置的分解透视图；
图2是转向锁定装置的断面图；
图3是转向锁定装置的壳体的平面图；
图4是转向锁定装置的输出齿轮及其周边的放大平面图；
图5是转向锁定装置的输出齿轮及其周边的放大断面图；
图6是分解透视图，表示壳体、盖、开关支架和限位开关之间的关系；
图7是表示开关支架临时安装到壳体的状态的平面图；
图8A是表示开关支架临时安装到壳体的状态的断面图；
图8B是主要部分的放大断面图，其中开关支架被临时安装；
图9A是开关支架被夹在壳体和盖之间的安装状态的大概的说明图；
图9B是在该安装状态中主要部分的放大说明图；
图10是当从马达前面倾斜地观察时的用于转向锁定装置中的马达的透视图；
图11是当从马达后面倾斜地观察时的马达的透视图；
图12是马达的平面图；
图13是马达的侧视图；
图14是安装到马达的弹性件的平面图；
图15是弹性件的侧视图；
图16是用作相关技术转向锁定装置的致动器装置内部的平面图；和
图17是相关技术致动器装置的马达支承部的平面图。
具体实施方式
将基于附图描述本发明的一实施方式。
图1是根据本发明一实施方式的转向锁定装置的分解透视图，图2是转向锁定装置的断面图，图3是转向锁定装置的壳体的平面图，图4是转向锁定装置的输出齿轮及其周边的放大平面图，图5是输出齿轮及其周边的放大断面图，图6是分解透视图，表示壳体、盖、开关支架和限位开关之间的关系，图7是表示开关支架临时安装到壳体的状态的平面图，图8A是表示开关支架临时安装到壳体的状态的断面图，图8B是主要部分的放大断面图，其中开关支架被临时安装，图9A是开关支架被夹在壳体和盖之间的安装状态的大概的说明图，图9B是在该安装状态中主要部分的放大说明图，图10是当从马达前面倾斜地观察时的用于转向锁定装置中的马达的透视图，图11是当从马达后面倾斜地观察时的马达的透视图，图12是马达的平面图，图13是马达的侧视图，图14是安装到马达的弹性件的平面图，图15是弹性件的侧视图。
如图1到3中所示，转向锁定装置(致动器装置)10包括由合成树脂制成的盒形壳体11和由合成树脂制成的盖13，壳体11具有马达容纳单元11a和与马达容纳单元11a连通的齿轮容纳单元11b，齿轮容纳单元11b具有整体地突出于其上的圆柱形心轴12，盖13覆盖壳体11的马达容纳单元11a和齿轮容纳单元11b并形成圆形孔形状的轴承14，盖由螺钉15夹紧和固定以便覆盖整个壳体11。
马达20容纳在壳体11的马达容纳单元11a中，其电枢轴(驱动轴)21的尖端21a由轴承16可旋转地支承，轴承16由齿轮容纳单元11b的轴承支撑部11c支撑。在电枢轴21的尖端上安装着蜗杆22，蜗杆22进入齿轮容纳单元11b里面。当向安装在电枢轴21上的电枢的电枢线圈(未示出)供应电流时，电枢正常旋转或逆向旋转。当切断向电枢线圈供应的电流时，形成电磁控制回路，使电磁控制电流流入电枢线圈中。
如图1到5中所示，在壳体11的齿轮容纳单元11b中可旋转地容纳着由合成树脂制成的输出齿轮23，其在与马达20的电枢轴21的蜗杆22接合的同时被驱动旋转。输出齿轮23包括形成心轴的输出轴24、齿轮部25和一对输出凸轮部26、26，齿轮部25在在输出轴24的中央整体地突出，同时与马达20的电枢轴21的蜗杆22接合，输出凸轮部26、26在输出轴24的大直径部24a(顶部)的顶面24b上面整体地突出。输出凸轮部26布置成暴露在圆形孔形状的轴承14之外，轴承14形成于稍后提及的盖13的顶壁13a上，输出凸轮部26用来锁定或解锁转向轴(未示出)。
如图1到5中所示，圆柱体形状的长心轴12在壳体11的齿轮容纳单元11b的底壁11d的中央上面整体地突出，要配合到心轴12的圆形凹入轴承24e形成在输出齿轮23的输出轴24的小直径部(底部)24d，轴承24e的内端面(底面)24f布置在圆柱形心轴12的顶面12a上。轴承24e的开口端，即输出轴的小直径部24d的底端24g设置成与壳体11的底壁11d具有预定间隙。通过该构造，输出齿轮23的输出轴24由圆柱形心轴12以平稳旋转的方式支承。
圆形孔形状的轴承14形成在面对盖13的顶壁13a的心轴12的位置处，输出轴24的大直径部24a的外周面24c可旋转地支承在圆形孔形状的轴承14的内周面14a上。
如图1、2和5中所示，输出齿轮23的齿轮部25整体地形成在输出轴24的大直径部24a下面。如图1和3中所示，弧形块状的止动件27在输出轴24的大直径部24a的外周面24c上面整体地突出，其与在盖13的顶壁13a的内表面上形成的止动件(未示出)接触并由该止动件锁定，止动件27在周长方向上沿着预定宽度尺寸以弧形方式从输出轴24的大直径部24a的外周面24c整体地突出。
如图3中所示，凸轮部28在输出轴24的小直径部24d上面整体地突出。一对限位开关(开关装置)30、30通过由合成树脂制成的开关支架35安装在面对凸轮部28的壳体11的齿轮容纳单元11b内，在输出齿轮23旋转一个预定角度时，凸轮部28使限位开关30、30接通/断开。
如图1和图6到9中所示，用于检测输出齿轮23的位置的该对限位开关(开关装置)30、30布置成被由合成树脂制成的开关支架35压靠在壳体11的齿轮容纳单元11b的内表面上，换句话说，如图1、6和9中所示，一对接合孔(接合部)31、31分别形成在每个限位开关30的前面的两侧中，接合孔31、31彻底越过顶面和底面且其横截面是圆形的。操作杆32安装在限位开关30的后表面上，一对接线端33、33在每个限位开关30的前面上突出，导线34的芯线34a能通过焊接连接到接线端33。
如图1中所示，一对固定凸起部(用于固定的接合部)11e、11e在一个位置整体地突出，该位置面对壳体11的齿轮容纳单元11b的底壁11d的每个限位开关30的该对接合孔31、31，限位开关30的该对接合孔31、31安装和固定到该对固定凸起部。
如图1和图6到9中所示，将每个限位开关30压靠在壳体11的齿轮容纳单元11b内表面上的开关支架35形成为板形，用于观察每个限位开关30的孔状观察孔36形成在其支架主体35a中央。一对临时固定锁爪37、37(用于临时固定的锁定部)在开关支架35的支架主体35a的两侧下面整体地突出，临时固定锁爪37、37分别被锁定到一对在壳体11的底壁11d上形成的L形接合部11f、11f。此外，一对L形的臂部(支撑部)38、38在开关支架35的支架主体35a的两侧上突出，在壳体11的侧壁11g上提供容纳每个臂部38的接合凹入部11h，锁定突出部13c在盖13的侧壁13b下面突出，锁定突出部13c在夹着开关支架35的每个臂部38的同时与每个接合凹入部11h接合。当将盖13的侧壁13b的每个锁定突出部13c安装到壳体11的侧壁11g的每个接合凹入部11h时，在将开关支架35临时固定到壳体11的每个接合部11f之后，开关支架35的每个臂部38以夹在当中的方式布置在每个接合凹入部11h和盖13的锁定突出部13c之间。
如图1和3中所示，沿图1中的垂直方向延伸的突出部11i、11i在壳体11的彼此面对的两个壁13b、13b的内表面的预定位置处整体地突出，一对与马达20的轴线方向平行延伸的突出部11j、11j在马达容纳单元11a的底壁11d上面整体地突出。
如图10到15中所示，安装到马达20的弹性件40包括用于支撑马达20的马达主体(马达轭部)20a的主体浮动部41和一对轴承浮动部42、43，轴承浮动部42、43用于分别保持马达20的电枢轴(驱动轴)21前面和后面的轴承20b、20c，主体浮动部41和该对轴承浮动部42、43例如由热塑性弹性体树脂材料(弹性件)整体地形成。凹口44形成于主体浮动部41和后轴承浮动部43之间，该对轴承浮动部42、43分别安装到壳体11的轴承支撑部11k、11m。
如图14和15中所示，主体浮动部41形成为使得马达主体20a将要由顶片41a、底片41b和连接顶片41a与底片41b的侧片41c、41d包围。一对与马达20的宽度方向平行延伸的突出部41e、41e在顶片41a的顶面上面分别突出，一对与马达20的宽度方向平行延伸的突出部41f、41f在底片41b的底面下面突出。
在轴承浮动部42、43的中央是分别形成孔42a、43a，它们将被配合到电枢轴(驱动轴)21前面和后面的轴承20b、20c，以可旋转地支承轴承20b、20c。
利用要配合到轴承支撑部11k、11m的弹性件40的该对轴承浮动部42、43，通过壳体11的轴承支撑部11k、11m以可浮动方式支承马达20，弹性件40安装到该马达20上。
通过分别形成在顶片41a和底片41b上的一对突出部41e、41e和一对突出部41f、41f，以可浮动方式将马达20支承在一对突出部11j、11j和顶壁13a的内表面之间，突出部11j、11j形成在马达容纳单元11a中的底壁11d上。
当来自输出齿轮23的大的反作用力通过蜗杆22作用在电枢轴21上时，倘若反作用力是超过以可浮动方式支承马达20的弹性件40的容许极限的负载，马达主体20a的外侧表面就与每个突出部11i接触，突出部11i在壳体11的互相面对的侧壁13b、13b的内表面上面整体地突出，从而，将马达20保持在预定角度内。
根据该实施方式的转向锁定装置10，当向马达20的电枢线圈(未示出)供应电流时，电枢轴21的蜗杆22旋转，与蜗杆22接合的输出齿轮23和输出齿轮23的输出轴24旋转。
当输出齿轮23旋转一个预定角度时，在输出齿轮23的输出轴24的小直径部24d上面整体地突出的凸轮部28按压布置在壳体11的齿轮容纳单元11b中的处于断开状态中的一对限位开关30、30的操作杆32，从而接通限位开关30。当接通每个限位开关时，将位置检测信号输出到马达，从而断开通电，切断供应到电枢线圈的电流。甚至在接通限位开关30之后，输出齿轮23也由于迟延和惯性运动(coasting)而进一步旋转。形成于输出轴24的大直径部24a的止动件27与形成于盖13的顶壁13a的内表面上的止动件(未示出)接触，从而使输出齿轮23中止。在输出齿轮23中止的位置，凸轮部28将每个限位开关30保持在接通状态中。
如图1和图6到9中所示，倘若将一对限位开关30、30装配在壳体11的齿轮容纳单元11b内，则首先，将一对接合孔31、31配合到在壳体11的齿轮容纳单元11b的底壁11d上突出的每对固定凸起部11e、11e。
如图7和8中所示，将开关支架35的用于临时固定的一对锁爪37、37临时固定到齿轮容纳单元11b的一对接合部11f、11f，接着，如图9中所示，当将盖13安装到壳体11并通过螺钉15将盖13夹紧和固定到壳体11时，开关支架35的该对臂部38、38被盖13的侧壁13b上的一对锁定突出部13c、13c按压，从而内配合到壳体11的侧壁11g的该对接合凹入部11h、11h中，这使开关支架35的该对臂部38、38被夹在壳体11的侧壁11g的该对接合凹入部11h、11h和盖13的侧壁13b上的该对锁定突出部13c、13c之间，结果，容易和可靠地将该对限位开关30、30固定在壳体11的齿轮容纳单元11b的底壁11d和开关支架35的支架主体35a之间。
如图9A中所示，盖13安装到壳体11，在没有将开关支架35的该对临时固定锁爪37、37临时固定到壳体11的齿轮容纳单元11b的该对接合部11f、11f的作用的情况下这得以实现。
容纳在壳体11的马达容纳单元11a中的马达20由弹性件40支承，弹性件40在包围马达20的同时安装在马达容纳单元11a的底壁11d和侧壁11g上的突出部11j、11i和盖13的顶壁13a的内表面之间。以可浮动方式在壳体11的马达容纳单元11a中支承马达20的弹性件40由支撑马达20的马达主体20a的主体浮动部41和一对轴承浮动部42、43形成，轴承浮动部42、43分别支撑马达20的电枢轴21前面和后面的轴承20b、20c，主体浮动部41和该对轴承浮动部42、43由热塑性弹性体树脂材料整体地形成，通过用简单的结构，该方法减少了装配工时和总成本并以可浮动方式可靠地支承整个马达20。
通过该构造，有可能将电枢轴21的翘曲(变形)或马达容纳单元11a中的马达20的偏斜可靠地抑制在预定范围内，所述翘曲(变形)由来自与马达20的电枢轴21的蜗杆22接合的输出齿轮23的反作用力引起，从而可靠地防止了由马达20的电枢轴21的变形或马达20的偏斜引起的故障或噪声。结果，有可能不变地保持电枢轴21的蜗杆22与输出齿轮23的齿轮部25的接合的优选比，从而以低成本提供高精确性的转向锁定装置10。
此外，凹口44形成于弹性件40的主体浮动部41和后轴承浮动部43之间，这使得能容易和可靠地将弹性件40的主体浮动部41的顶片与底片41a、41b和侧片41c、41d安装到马达20的马达主体20a，以及容易和可靠地将弹性件40的该对轴承浮动部42、43的孔42a、43a安装到电枢轴21前面和后面的轴承20b、20c。
顶片41a、底片41b和连接顶片41a与底片41b的侧片41c、41d形成在弹性件40的主体浮动部41上，将要安装到轴承20b、20c的孔42a、43a形成在弹性件40的该对轴承浮动部42、43中，轴承20b、20c以可旋转的方式支承马达20的电枢轴21。因而，马达主体20a由主体浮动部41和轴承浮动部42、43包围，从而以可浮动方式更可靠地支承马达主体20a。
一对沿马达主体20a的宽度方向延伸的突出部41e、41e在顶片41a的顶面上面突出，一对沿马达主体20a的宽度方向延伸的突出部41f、41f在底片41b的底面下面突出，这更可靠地以可浮动方式将马达主体20a支承在马达容纳单元11a中的底壁11d和盖13的内表面之间。
尽管在前述实施方式中，以可浮动方式支承马达的弹性件由热塑性弹性体树脂材料形成，但可以改为使用另一种材料如橡胶的元件。尽管将转向锁定装置描述为致动器装置，但该实施方式可以应用于除了转向锁定装置之外的任何致动器装置。

Claims (4)

1.一种致动器装置，包括：
壳体，其具有覆盖马达容纳单元和齿轮容纳单元的盖；
容纳在所述壳体的马达容纳单元中的马达；和
可旋转地容纳在所述壳体的齿轮容纳单元中的输出齿轮，
所述输出齿轮由所述马达的驱动轴驱动旋转；
通过弹性件以可浮动方式将所述马达支承在马达容纳单元内的致动器装置，其中
所述弹性件包括：
用于保持所述马达的马达主体的主体浮动部，和
用于分别保持所述马达驱动轴前面和后面的轴承的一对轴承浮动部，
所述主体浮动部和该对轴承浮动部作为弹性件整体地形成。
2.如权利要求1所述的致动器装置，还包括：
形成于所述主体浮动部和至少一个轴承浮动部之间的凹口。
3.如权利要求1所述的致动器装置，还包括：
在所述主体浮动部中形成的顶片、底片和连接所述顶片与底片的侧片，其中
在该对轴承浮动部中形成配合到可旋转地支承所述马达驱动轴的轴承的孔。
4.如权利要求3所述的致动器装置，还包括：
一对沿所述马达的马达主体的宽度方向延伸的突出部，其在所述顶片的顶面上面整体地突出，和
一对沿所述马达的马达主体的宽度方向延伸的突出部，其在所述底片的底面下面整体地突出。
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