CN201201494Y

CN201201494Y - 电机蓄能式主动悬架作动器

Info

Publication number: CN201201494Y
Application number: CNU2008200581758U
Authority: CN
Inventors: 喻凡; 顾永辉; 张勇超; 黄昆; 杜尚谦
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2018-05-08

Abstract

一种车辆技术领域的电机蓄能式主动悬架作动器，螺母座上端过盈嵌入磁钢转子下端口，滚珠螺母与螺母座在轴向固定联接，轴承座通过沉孔螺钉与圆筒机壳固定联接，轴承座下端与螺母罩上端口固定联接，压缩缓冲块与滚珠螺杆滑动配合，压缩缓冲块下端过盈嵌入缓冲块座上端口，复原缓冲块位于永磁直流无刷电机的内部，复原缓冲块的内孔中的联接螺钉与滚珠螺杆一端的螺纹配合联接，滚珠螺杆的另一端和缓冲块座固定联接，深沟球轴承设置在滚珠螺母外侧，轴承座过盈嵌入螺母罩，轴承座下端面紧靠在螺母罩内侧设置的凸台上，并通过沉头螺钉与螺母罩固定联接，螺母罩的内侧设有若干个三角型加强筋。本实用新型提高了螺母座、螺母罩的抗冲击能力。

Description

电机蓄能式主动悬架作动器

技术领域

本实用新型涉及一种车辆技术领域的装置，具体是一种电机蓄能式主动悬架作动器。

背景技术

主动悬架系统中作动器的设计是影响主动控制实现的重要环节，目前采用的主动悬架作动器大多为液力结构，但是其结构复杂、可靠性差、响应慢、能耗大、成本相对较高。

经对现有技术文献的检索发现，中国专利公开号：CN1626370，专利名称为《电机蓄能式主动悬架》，该技术提出了电机蓄能式主动悬架作动器，由永磁直流无刷电机、滚珠丝杠、螺母座、螺母罩、复原缓冲块、压缩缓冲块、缓冲块座和吊环等部分组成，其中，永磁直流无刷电机主要由螺杆顶盖、角接触球轴承、转子位置传感器、圆筒机壳、磁钢转子、电枢定子、轴承座、I/O接口等部分组成。滚珠丝杠由滚珠螺杆和滚珠螺母组成；复原缓冲块由导向垫圈和橡胶体组成；压缩缓冲块由橡胶体和导向支承环组成。螺杆顶盖的螺杆部分通过橡胶衬套与车身联接，吊环内圈通过螺栓与车桥联接。电机蓄能式主动悬架作动器中，磁钢转子通过沉头螺钉与螺母座固定联接，滚珠螺母与螺母座通过沉头螺钉联接，利用滚珠螺母和滚珠螺杆结构将直流无刷电机的旋转运动转化为滚珠螺杆的直线运动，通过控制电机的转动来主动控制作动器垂向运动以达到主动缓冲和衰减由路面不平引起的、并由车轮传导至车身的冲击和振动的目的。

该技术在试验过程中存在以下问题：1)磁钢转子与螺母座联接处沉头螺钉松动断裂，引起电机蓄能式主动悬架作动器异响，并使其无法正常工作；2)螺母罩端部强度不够，在极限工况下，压缩缓冲块撞击螺母罩时，可造成螺母罩损坏；3)圆筒机壳与轴承座处沉头螺钉的强度以及螺母罩和轴承座螺纹联接的强度存在隐患。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术中的不足，提供了一种电机蓄能式主动悬架作动器，通过改进现有技术中的作动器，提高了电机蓄能式主动悬架作动器的可靠性，改善了车辆的乘坐舒适性以及行驶安全性。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，本实用新型包括：永磁直流无刷电机、滚珠丝杠、螺母座、螺母罩、复原缓冲块、压缩缓冲块、缓冲块座、吊环，永磁直流无刷电机包括：磁钢转子、第一轴承座、角接触球轴承、圆筒机壳，滚珠丝杠包括：滚珠螺母、滚珠螺杆、深沟球轴承、第二轴承座，

其中：螺母座上端通过第一沉头螺钉与磁钢转子下端口固定联接，滚珠螺母与螺母座通过第四沉头螺钉在轴向固定联接，第一轴承座通过第三沉孔螺钉与圆筒机壳固定联接，第一轴承座下端与螺母罩上端口通过螺纹结构固定联接，第一轴承座内嵌角接触球轴承，压缩缓冲块与滚珠螺杆滑动配合，压缩缓冲块下端过盈嵌入缓冲块座上端口，复原缓冲块位于永磁直流无刷电机的内部，复原缓冲块的内孔与滚珠螺杆一端的螺纹配合联接，滚珠螺杆的另一端和缓冲块座固定联接，缓冲块座下端与吊环外圈固定联接，深沟球轴承设置在滚珠螺母外侧，第二轴承座过盈嵌入螺母罩，第二轴承座下端面紧靠在螺母罩内侧设置的凸台上，并通过第二沉头螺钉与螺母罩固定联接，螺母罩的内侧设有若干个三角型加强筋。

所述永磁直流无刷电机，还包括：螺杆顶盖、角接触球轴承、转子位置传感器、磁钢转子、电枢定子、I/O接口、永久磁铁，其中：螺杆顶盖的螺杆部分通过橡胶衬套与车身联接，螺杆顶盖下端凸缘过盈嵌入圆筒机壳上端口，与角接触球轴承外圈端面压紧，螺杆顶盖的法兰在轴向通过沉孔螺钉与圆筒机壳上端联接，两个角接触球轴承分别外套在磁钢转子的两端部，磁钢转子外侧设有永久磁铁，电枢定子铁心内嵌绕组并过盈嵌入圆筒机壳，电枢定子与角接触球轴承之间设有转子位置传感器，转子位置传感器的I/O接口导线通过圆筒机壳的出线孔引出，磁钢转子与电枢定子之间为环状气隙层。

所述第一轴承座下端与螺母罩上端口通过细牙螺纹联接，联接处采用粘接剂防松，使螺母罩上端面与圆筒机壳下端面保持压紧状态，以将来自压缩缓冲块的冲击载荷直接传递给圆筒机壳和螺杆顶盖。

所述螺母罩孔口下端设有凸角，与压缩缓冲块内孔上端的倒角配合联接，起导向作用；

所述复原缓冲块，包括：橡胶体、导向垫圈，导向垫圈上端部凸缘嵌入橡胶体内孔，且接触端面处粘接成一体。

所述橡胶体的内孔与滚珠螺杆之间设有起防松作用的弹簧垫圈，使导向垫圈下端面与滚珠螺杆上端面保持压紧状态。

所述压缩缓冲块，包括：橡胶体、导向支承环，橡胶体由两半部分粘接而成，橡胶体上端内孔设有倒角，导向支承环嵌入橡胶体内孔中部，且导向支承环外部凸缘两端面与橡胶体接触端面处相互粘接成一体，导向支承环内孔与滚珠螺杆滑动配合。

所述第一沉头螺钉的直径比原沉头螺钉大40％-60％，以解决磁钢转子与螺母座联接处沉头螺钉松动断裂的问题，提高沉头螺钉的抗剪切能力。

所述磁钢转子，其与螺母座的联接处涂有粘结剂，以防止松动。

所述滚珠螺母，其轴向长度比原滚珠螺母增加20mm。

所述第二沉头螺钉，当滚珠螺杆受到径向载荷F_d作用时，第二沉头螺钉与深沟球轴承共同承担该径向载荷，提高了电机蓄能式主动悬架作动器的径向稳定性。

所述第二轴承座，其与螺母罩的联接处涂有粘结剂，以防止松动。

所述螺母罩，其顶端端面的厚度比原螺母罩增加了2mm。

所述三角型加强筋，当螺母罩受到压缩缓冲块的轴向载荷F_a时，三角型加强筋可以显著提高螺母罩的抗冲击能力。

所述三角型加强筋，设有脱膜角，以便于出模。

所述脱模角，其角度为1度-3度；

所述三角型加强筋，其与壁结合处圆角半径为螺母罩壁厚的0.5倍；最大高度为螺母罩壁厚的3倍，宽度为螺母罩壁厚的0.6倍。

所述第一轴承座，其轴向长度比原轴承座增加了40％-50％，螺纹联接长度相应增加40％-50％；

所述第三沉头螺钉，其的直径比原沉头螺钉大40％—60％，提高了圆筒机壳与第一轴承座处沉头螺钉的强度。

所述第四沉头螺钉，其的直径比原沉头螺钉大40％—60％，提高了滚珠螺母与螺母座座处沉头螺钉的强度。

所述第一轴承座，其与圆筒机壳的联接处涂有粘结剂，以防止松动。

本实用新型工作时：在轴向方向，直流无刷电机的磁钢转子通过第一沉头螺钉与螺母座相联接，第一沉头螺钉传递磁钢转子的转矩以及轴向剪切力，螺母座与滚珠螺母通过第四沉头螺钉固定联接，通过滚珠螺母与滚珠螺杆结构将永磁直流无刷电机的旋转运动转化为滚珠螺杆的直线运动；压缩缓冲块撞击螺母罩下端端面时，冲击力通过螺母罩、第一轴承座和第三沉头螺钉传递到圆筒机壳。在径向方向，第一沉头螺钉与深沟球轴承共同承担径向。同时三角型加强筋以及增厚的螺母罩端端面厚度提高螺母罩的抗冲击能力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：改善了作动器在承受径向载荷时传动部分的受力状况，提高了螺母座的抗冲击能力，并通过三角型加强筋提高了螺母罩的抗冲击能力。

附图说明

图1是原电机蓄能式主动悬架作动器装配图；

图2是本实用新型装置的结构示意图；

图3是本实用新型相对现有技术改进部分的结构示意图；

图4是本实用新型中三角型加强筋的截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图2(a)所示，本实施例包括：永磁直流无刷电机1、滚珠丝杠2、螺母座3、螺母罩4、复原缓冲块5、压缩缓冲块6、缓冲块座7、吊环8，永磁直流无刷电机1包括：磁钢转子15、第一轴承座17、角接触球轴承12、圆筒机壳14，滚珠丝杠2包括：滚珠螺母21、滚珠螺杆22、深沟球轴承23、第二轴承座24，其中：螺母座3上端通过第一沉头螺钉33与磁钢转子下端口固定联接，滚珠螺母21与螺母座3通过第四沉头螺钉34在轴向固定联接，第一轴承座17通过第三沉头螺钉31与圆筒机壳14固定联接，第一轴承座17下端通过螺纹结构与螺母罩4上端口固定联接，第一轴承座17内嵌角接触球轴承12，压缩缓冲块6与滚珠螺杆22滑动配合，压缩缓冲块6下端过盈嵌入缓冲块座7上端口，复原缓冲块5位于永磁直流无刷电机1的内部，复原缓冲块5的内孔中的联接螺钉与滚珠螺杆22一端的螺纹配合联接，滚珠螺杆22的另一端和缓冲块座7固定联接，缓冲块座7下端与吊环8外圈固定联接，深沟球轴承23设置在滚珠螺母21外侧，第二轴承座24过盈嵌入螺母罩4，第二轴承座24下端面紧靠在螺母罩4内侧设置的凸台上，并通过第二沉头螺钉32与螺母罩4固定联接，螺母罩4的内侧设有若干个三角型加强筋41。

所述永磁直流无刷电机1，还包括：螺杆顶盖11、角接触球轴承12、转子位置传感器13、磁钢转子15、电枢定子16、I/O接口18、永久磁铁19，其中：螺杆顶盖11的螺杆部分通过橡胶衬套与车身联接，螺杆顶盖11下端凸缘过盈嵌入圆筒机壳14上端口，与角接触球轴承12外圈端面压紧，螺杆顶盖11的法兰在轴向通过沉孔螺钉与圆筒机壳14上端联接，两个角接触球轴承12分别外套在磁钢转子15的两端部，磁钢转子15外侧设有永久磁铁19，电枢定子16铁心内嵌绕组并过盈嵌入圆筒机壳14，电枢定子16与角接触球轴承12之间设有转子位置传感器13，转子位置传感器13的I/O接口18导线通过圆筒机壳14的出线孔引出，磁钢转子15与电枢定子16间为环状气隙层。

所述第一轴承座17下端与螺母罩4上端口通过细牙螺纹联接，联接处采用粘接剂防松，使螺母罩4上端面与圆筒机壳14下端面保持压紧状态，以将来自压缩缓冲块6的冲击载荷直接传递给圆筒机壳14和螺杆顶盖11。

所述螺母罩4孔口下端设有凸角，与压缩缓冲块6内孔上端的倒角配合联接，起导向作用；

所述复原缓冲块5，包括：橡胶体51、导向垫圈52，导向垫圈52上端部凸缘嵌入橡胶体51内孔，且接触端面处粘接成一体。

所述橡胶体51的内孔与滚珠螺杆22之间设有起防松作用的弹簧垫圈，使导向垫圈52下端面与滚珠螺杆22上端面保持压紧状态；

所述压缩缓冲块6，包括：橡胶体61、导向支承环62，橡胶体61由两半部分粘接而成，橡胶体61上端内孔设有倒角，导向支承环62嵌入橡胶体61内孔中部，且导向支承环62外部凸缘两端面与橡胶体61接触端面处相互粘接成一体，导向支承环62内孔与滚珠螺杆22滑动配合。

图2(b)为A-A剖面图；(c)为B-B剖面图；(d)为C-C剖面图；(e)为D-D剖面图。

所述磁钢转子15，其与螺母座3联接处的第一沉头螺钉33的直径比原沉头螺钉大50％，以解决磁钢转子15与螺母座3联接处沉头螺钉松动断裂的问题，提高沉头螺钉的抗剪切能力。

所述磁钢转子15，其与螺母座3的联接处涂有粘结剂，以防止松动。

所述滚珠螺母21，其轴向长度比原滚珠螺母增加20mm。

所述第二沉头螺钉32，当滚珠螺杆受到径向载荷F_d作用时，第二沉头螺钉32与深沟球轴承23共同承担该径向载荷，提高了电机蓄能式主动悬架作动器的径向稳定性。

所述第二轴承座24，其与螺母罩4的联接处涂有粘结剂，以防止松动。

所述螺母罩4，其顶端端面的厚度比原螺母罩增加了2mm。

如图3所示，所述螺母罩4，其内侧均匀设置8个三角型加强筋41，当螺母罩4受到压缩缓冲块6的轴向载荷F_a时，增加三角型加强筋41以及增加螺母罩4顶端端面厚度可以显著提高螺母罩的抗冲击能力。

所述三角型加强筋41，设有脱膜角，以便于出模，三角型加强筋的断面尺寸如图4所示。

所述脱模角，其角度为1度-3度；

所述三角型加强筋41，其与壁结合处圆角半径为R＝0.5T；最大高度C＝3T，T为螺母罩壁厚；宽度A＝0.6T。

所述第一轴承座17，其轴向长度比原轴承座增加了30％，螺纹联接长度相应增加30％；

所述第三沉头螺钉31，其直径比原沉头螺钉大50％，提高了圆筒机壳14与第一轴承座17处沉头螺钉的强度。

所述第一轴承座17，其与圆筒机壳14的联接处涂有粘结剂，以防止松动。

本实施例工作时：在轴向方向，直流无刷电机的磁钢转子15通过第一沉头螺钉33与螺母座3相联接，第一沉头螺钉33传递磁钢转子15的转矩以及轴向剪切力，螺母座3与滚珠螺母21通过第四沉头螺钉34固定联接，通过滚珠螺母21与滚珠螺杆22结构将永磁直流无刷电机的旋转运动转化为滚珠螺杆22的直线运动；压缩缓冲块6撞击螺母罩4下端端面时，冲击力通过螺母罩4、第一轴承座17和第三沉头螺钉31传递到圆筒机壳14。在径向方向，磁钢转子15与螺母座3联接处的第一沉头螺钉33与深沟球轴承23共同承担径向。同时三角型加强筋41以及增厚的螺母罩4顶端端面厚度提高螺母罩的抗冲击能力。

本实施例改善了作动器在承受径向载荷时传动部分的受力状况，提高了螺母座的抗冲击能力，并通过三角型加强筋提高了螺母罩的抗冲击能力。

Claims

1、一种电机蓄能式主动悬架作动器，包括：永磁直流无刷电机、滚珠丝杠、螺母座、螺母罩、复原缓冲块、压缩缓冲块、缓冲块座、吊环，永磁直流无刷电机包括：磁钢转子、第一轴承座、角接触球轴承、圆筒机壳，其特征在于，滚珠丝杠包括：滚珠螺母、滚珠螺杆、深沟球轴承、第二轴承座，其中：螺母座上端通过第一沉头螺钉与磁钢转子下端口固定联接，滚珠螺母与螺母座通过第四沉头螺钉在轴向固定联接，第一轴承座通过沉孔螺钉与圆筒机壳固定联接，第一轴承座下端通过第三沉头螺钉与螺母罩上端口固定联接，第一轴承座内嵌角接触球轴承，压缩缓冲块与滚珠螺杆滑动配合，压缩缓冲块下端过盈嵌入缓冲块座上端口，复原缓冲块位于永磁直流无刷电机的内部，复原缓冲块的内孔中的联接螺钉与滚珠螺杆一端的螺纹配合联接，滚珠螺杆的另一端和缓冲块座固定联接，缓冲块座下端与吊环外圈固定联接，深沟球轴承设置在滚珠螺母外侧，第二轴承座过盈嵌入螺母罩，第二轴承座下端面紧靠在螺母罩内侧设置的凸台上，并与螺母罩固定联接，螺母罩的内侧设有若干个三角型加强筋。

2、根据权利要求1所述的电机蓄能式主动悬架作动器，其特征是，所述三角型加强筋，设有脱膜角，脱模角的角度为1°-3°。

3、根据权利要求1或2所述的电机蓄能式主动悬架作动器，其特征是，所述三角型加强筋，其与壁结合处圆角半径为螺母罩壁厚的0.5倍，三角型加强筋的最大高度为螺母罩壁厚的3倍，宽度为螺母罩壁厚的0.6倍。

4、根据权利要求1所述的电机蓄能式主动悬架作动器，其特征是，所述永磁直流无刷电机，还包括：螺杆顶盖、角接触球轴承、转子位置传感器、磁钢转子、电枢定子、I/O接口、永久磁铁，其中：螺杆顶盖的螺杆部分通过橡胶衬套与车身联接，螺杆顶盖下端凸缘过盈嵌入圆筒机壳上端口，与角接触球轴承外圈端面压紧，螺杆顶盖的法兰在轴向通过沉孔螺钉与圆筒机壳上端联接，两个角接触球轴承分别外套在磁钢转子的两端部，磁钢转子外侧设有永久磁铁，电枢定子铁心内嵌绕组并过盈嵌入圆筒机壳，电枢定子与角接触球轴承之间设有转子位置传感器，转子位置传感器的I/O接口导线通过圆筒机壳的出线孔引出，磁钢转子与电枢定子之间为环状气隙层。

5、根据权利要求1所述的电机蓄能式主动悬架作动器，其特征是，所述螺母罩，其孔口下端设有凸角，与压缩缓冲块内孔上端的倒角配合联接。

6、根据权利要求1所述的电机蓄能式主动悬架作动器，其特征是，所述复原缓冲块，包括：橡胶体、导向垫圈，导向垫圈上端部凸缘嵌入橡胶体内孔，且接触端面处粘接成一体，橡胶体的内孔与滚珠螺杆之间设有起防松作用的弹簧垫圈，导向垫圈下端面与滚珠螺杆上端面紧密联接。

7、根据权利要求1所述的电机蓄能式主动悬架作动器，其特征是，所述压缩缓冲块，包括：橡胶体、导向支承环，橡胶体由两半部分粘接而成，橡胶体上端内孔设有倒角，导向支承环嵌入橡胶体内孔中部，且导向支承环外部凸缘两端面与橡胶体接触端面处相互粘接成一体，导向支承环内孔与滚珠螺杆滑动配合。