CN209805593U - 电动致动器及致动器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电动致动器以及致动器装置。本实用新型的电动致动器的一个方式包括:电机部,具有在轴向上延伸且双向旋转的电机轴;减速机构,连结于电机轴;电路基板,与电机部电连接;输出部,具有经由减速机构而传递电机轴的旋转的输出轴;传感器磁体,安装于电机轴;以及电机部传感器,检测传感器磁体的磁场而检测电机轴的旋转。电机部具有固定于电机轴的转子磁体。转子磁体及传感器磁体分别沿着电机轴的周向而具有多个磁极。转子磁体的磁极与传感器磁体的磁极相互在周向上偏离配置。本实用新型提供的电动致动器,使输出的旋转方向为双向而使用,且具有能够抑制大型化的结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动致动器及致动器装置。
背景技术
已知下述电动致动器,其包括电机部、连结于电机部的减速机构、及经由减速机构而传递电机部的旋转的输出部。例如,日本专利特开2009-65742号公报中记载有一种车辆行驶用的搭载于使发动机输出变速的自动变速机的电动致动器。
对于所述那样的电动致动器而言,有时使从输出部输出的旋转方向为双向而使用。此时,当其中一个旋转方向上所需要的输出、与另一个旋转方向上所需要的输出不同时,需要对照较大输出而决定电动致动器的最大输出。因此,与较小输出无关,有较大输出越大则电动致动器越为大型化的问题。此外,所谓所述那样的电动致动器中,其中一个旋转方向上所需要的输出、与另一旋转方向上所需要的输出不同的情况,例如是指电动致动器为搭载于自动变速机的对泊车(parking)切换机构进行切换的电动致动器的情况。
实用新型内容
鉴于所述情况,本实用新型的一个目的在于提供一种电动致动器,使输出的旋转方向为双向而使用,且具有能够抑制大型化的结构、及包括这种电动致动器的致动器装置。
本实用新型的第一实施方式的电动致动器包括:电机部,具有在轴向上延伸且双向旋转的电机轴;减速机构,连结于所述电机轴;电路基板,与所述电机部电连接;输出部,具有经由所述减速机构而传递所述电机轴的旋转的输出轴;传感器磁体,安装于所述电机轴;以及电机部传感器,检测所述传感器磁体的磁场而检测所述电机轴的旋转。所述电机部具有:固定于所述电机轴的转子磁体。所述转子磁体及所述传感器磁体,分别沿着所述电机轴的周向而具有多个磁极。所述转子磁体的磁极与所述传感器磁体的磁极,相互在所述周向上偏离配置。
根据本实用新型的第一实施方式所述的电动致动器,在第二实施方式的电动致动器中,所述电机轴具有:将所述传感器磁体相对于所述电机轴在所述周向上定位的第一定位部。
根据本实用新型的第二实施方式所述的电动致动器,在第三实施方式的电动致动器中,还包括:传感器磁体固持器,安装于所述电机轴,将所述传感器磁体固定;所述第一定位部为从所述电机轴的外周面而向径向内侧凹陷的凹部;所述传感器磁体固持器具有:嵌合于所述凹部的凸部。
根据本实用新型的第三实施方式所述的电动致动器,在第四实施方式的电动致动器中,所述凹部在轴向一方侧开口,随着从轴向一方侧朝向轴向他方侧而位于周向一方侧。
根据本实用新型的第三实施方式所述的电动致动器,在第五实施方式的电动致动器中,所述传感器磁体固持器具有:将所述传感器磁体相对于所述传感器磁体固持器在所述周向上定位的第二定位部。
根据本实用新型的第四实施方式所述的电动致动器,在第六实施方式的电动致动器中,所述传感器磁体固持器具有:将所述传感器磁体相对于所述传感器磁体固持器在所述周向上定位的第二定位部。
本实用新型的第七实施方式的致动器装置包括:上述第一实施方式的所述电动致动器;可动部,连结于所述输出轴;以及锁定臂,随着所述可动部的移动而移动。所述电动致动器将所述可动部的位置至少在锁定位置与非锁定位置之间切换。所述锁定臂在所述锁定位置与锁定齿轮啮合,且在所述非锁定位置从所述锁定齿轮脱开。当利用所述电动致动器使所述可动部从所述锁定位置移动至所述非锁定位置时,所述电机轴向第一旋转方向旋转。所述传感器磁体的磁极相对于所述转子磁体的磁极而向所述第一旋转方向侧偏离配置。
本实用新型的第八实施方式的致动器装置包括:上述第六实施方式的所述电动致动器;可动部,连结于所述输出轴;以及锁定臂,随着所述可动部的移动而移动。所述电动致动器将所述可动部的位置至少在锁定位置与非锁定位置之间切换。所述锁定臂在所述锁定位置与锁定齿轮啮合,且在所述非锁定位置从所述锁定齿轮脱开。当利用所述电动致动器使所述可动部从所述锁定位置移动至所述非锁定位置时,所述电机轴向第一旋转方向旋转。所述传感器磁体的磁极相对于所述转子磁体的磁极而向所述第一旋转方向侧偏离配置。
根据本实用新型的第七实施方式所述的致动器装置,在第九实施方式的致动器装置中,所述致动器装置设于车辆,且基于换挡操作而予以驱动,所述电动致动器基于所述换挡操作而切换所述可动部的位置,所述锁定位置是车辆的挡位成为泊车的位置,所述非锁定位置是车辆的挡位成为泊车以外的位置。
根据本实用新型的第八实施方式所述的致动器装置,在第十实施方式的致动器装置中,所述致动器装置设于车辆,且基于换挡操作而予以驱动,所述电动致动器基于所述换挡操作而切换所述可动部的位置,所述锁定位置是车辆的挡位成为泊车的位置,所述非锁定位置是车辆的挡位成为泊车以外的位置。
根据本实用新型的一个方式,提供一种电动致动器,使输出的旋转方向为双向而使用,且具有能够抑制大型化的结构;以及包括这种电动致动器的致动器装置。
有以下的本实用新型的优选实施方式的详细说明,参照附图,可以更清楚地理解本实用新型的所述及其他特征、部件、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是表示本实施方式的电动致动器的截面图。
图2是表示本实施方式的电动致动器的一部分的截面图,且是图1的局部放大图。
图3是表示本实施方式的电机轴及磁体固持器的立体图。
图4是表示本实施方式的电机部用传感器磁体及磁体固持器的立体图。
图5是表示从上侧观看本实施方式的转子磁体及电机部用传感器磁体的示意图。
图6是表示本实施方式的电动致动器的电机轴的转速与旋转扭矩的关系的图表。
图7是表示本实施方式的金属构件的立体图。
图8是表示本实施方式的另一例的电机轴的一部分的图。
图9是从左侧观看本实施方式的致动器装置的图。
图10是从左侧观看本实施方式的致动器装置的图。
图11是从上侧观看本实施方式的致动器装置的一部分的截面图。
具体实施方式
各图中,Z轴方向是以正侧为上侧且以负侧为下侧的上下方向。作为各图中适当表示的假想轴的中心轴J1的轴向与Z轴方向、即上下方向平行。以下的说明中,将与中心轴J1的轴向平行的方向简称为“轴向Z”。
而且,只要无特别说明,则将以中心轴J1为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴J1 为中心的周向简称为“周向”。而且,将从上侧观看,以中心轴J1等沿着轴向Z延伸的轴为中心顺时针旋转的方向称为“第一旋转方向θ1”,将以中心轴J1为中心逆时针旋转的方向称为“第二旋转方向θ2”。
本实施方式中,上侧相当于轴向一方侧,下侧相当于轴向他方侧。此外,所谓上侧及下侧,仅是用于说明各部的相对位置关系的名称,实际的配置关系等也可为这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。
首先,根据电动致动器的实施方式进行说明。
图1及图2所示的本实施方式的电动致动器10安装于车辆。更详细而言,电动致动器10 搭载于基于车辆驾驶员的换挡操作而驱动的线控换挡(shift-by-wire)方式的致动器装置。如图1所示,电动致动器10包括电机部40、减速机构50、输出部60、电路基板70、电机部传感器71、输出部传感器72、外壳11、汇流条固持器90及未图示的汇流条。
电机部40具有电机轴41、第一轴承44a、第二轴承44b、第三轴承44c、第四轴承44d、转子本体42、定子43、电机部用传感器磁铁45及磁铁固持器46。
电机轴41在轴向Z上延伸。电机轴41双向旋转。即,电机轴41有时向第一旋转方向θ1 旋转,有时向第二旋转方向θ2旋转。第一轴承44a、第二轴承44b、第三轴承44c及第四轴承44d绕中心轴J1可旋转地支撑电机轴41。本实施方式中,第一轴承44a、第二轴承44b、第三轴承44c及第四轴承44d例如为球轴承(ball bearing)。
电机轴41中,作为经第三轴承44c支撑的部分的偏心轴部41a为以与中心轴J1平行且相对于中心轴J1偏心的偏心轴J2为中心而延伸的圆柱状。电机轴41中偏心轴部41a以外的部分为以中心轴J1为中心而延伸的圆柱状。
如图2及图3所示,电机轴41具有定位凹部41b。定位凹部41b从电机轴41的上侧端部的外周面朝向径向内侧凹陷。定位凹部41b在上侧开口。本实施方式中,定位凹部41b相当于第一定位部。
如图1所示,转子本体42固定于电机轴41。更详细而言,转子本体42固定于电机轴41 的下侧部分。转子本体42具有转子芯42a及转子磁体42b。即,电机部40具有转子芯42a及转子磁体42b。转子芯42a固定于电机轴41中较偏心轴部41a更靠下侧的部分的外周面。转子磁体42b固定于转子芯42a的外周面。由此,转子磁体42b经由转子芯42a而固定于电机轴41。
定子43隔着间隙而配置于转子本体42的径向外侧。定子43为包围转子本体42的径向外侧的环状。定子43具有定子芯43a、绝缘体(insulator)43b及多个线圈43c。线圈43c经由绝缘体43b而安装于定子芯43a。
如图3所示,磁体固持器46为以中心轴J1为中心的圆环状。磁体固持器46例如为金属制。本实施方式中,磁体固持器46是通过对金属制的板构件进行压制加工而制作的单一的构件。磁体固持器46安装于电机轴41。更详细而言,磁体固持器46固定于电机轴41的上侧端部的外周面。如图2所示,磁体固持器46配置于较电路基板70更靠上侧。磁体固持器46具有第一圆环板部46a、第二圆环板部46b、第一筒部46c、第二筒部46d、第三筒部46e、被支撑部46f及定位凸部46g。
如图3所示,第一圆环板部46a及第二圆环板部46b为以中心轴J1为中心的圆环状,且为板面与轴向Z正交的板状。如图2所示,第一圆环板部46a配置于电路基板70中较后述的贯穿孔70a更靠径向外侧的部分的上侧。第二圆环板部46b配置于较第一圆环板部46a更靠上侧且径向内侧。第二圆环板部46b配置于贯穿孔70a的上侧。第二圆环板部46b的外径小于第一圆环板部46a的外径。
如图3所示,第一筒部46c为从第一圆环板部46a的径向外缘部向下侧突出的圆筒状。第二筒部46d为从第一圆环板部46a的径向内缘部向上侧突出的圆筒状。在第二筒部46d的上侧端部,连着第二圆环板部46b的径向外缘部。即,第二筒部46d将第一圆环板部46a的径向内缘部与第二圆环板部46b的径向外缘部相连。第二筒部46d的外径及内径小于第一筒部 46c的外径及内径。
第三筒部46e为从第二圆环板部46b的径向内缘部向上侧突出的筒状。第三筒部46e为将圆筒周向的一部分切去而成的形状,沿着轴向Z观看,为在径向中的一个方向上开口的C字形状。第三筒部46e的上侧端部为磁体固持器46的上侧端部。第三筒部46e的外径及内径小于第二筒部46d的外径及内径。在第三筒部46e的径向内侧,嵌合有电机轴41的上侧端部。电机轴41的上侧端部较第三筒部46e而稍更向上侧突出。
如图3及图4所示,被支撑部46f从第二圆环板部46b的径向内缘部向径向内侧突出。被支撑部46f为板面与轴向Z正交的板状。被支撑部46f经由C字状的第三筒部46e在径向上开口的部分,而较第三筒部46e更向径向内侧突出。沿着轴向Z观看,被支撑部46f为大致矩形状。如图3所示,被支撑部46f嵌合于定位凹部41b的内部。由此,被支撑部46f卡在定位凹部41b的内侧面中位于周向两侧的侧面上,从而能够将磁体固持器46相对于电机轴41而在周向上定位。本实施方式中,被支撑部46f相当于凸部。
如图2所示,被支撑部46f与定位凹部41b的内侧面中位于下侧的底面接触,而受到支撑。由此,被支撑部46f是由电机轴41的一部分从下侧支撑。因此,能够将磁体固持器46相对于电机轴41而在轴向Z上定位,且能够阻止磁体固持器46相对于电机轴41向下侧偏移。
定位凸部46g从第一圆环板部46a的径向内缘部向下侧突出。定位凸部46g例如是将第一圆环板部46a的一部分向下侧切起而制作。定位凸部46g的下侧端部配置于较第一筒部46c 的下侧端部更靠上侧。本实施方式中,定位凸部46g相当于第二定位部。
如图4所示,电机部用传感器磁体45为以中心轴J1为中心的圆环板状。电机部用传感器磁体45的板面与轴向Z正交。电机部用传感器磁体45固定于磁体固持器46。更详细而言,电机部用传感器磁体45嵌合于第一筒部46c的径向内侧,并利用粘接剂等而固定于第一圆环板部46a的下侧的面。由此,电机部用传感器磁体45为经由磁体固持器46而安装于电机轴 41的传感器磁体。本实施方式中,磁体固持器46相当于传感器磁体固持器。
如图5所示,转子磁体42b及电机部用传感器磁体45分别沿着电机轴41的周向而具有多个磁极Np、Sp。磁极Np是成为N极的磁极。磁极Sp是成为S极的磁极。转子磁体42b 与电机部用传感器磁体45各自中,磁极Np与磁极Sp各设有4个。即,转子磁体42b及电机部用传感器磁体45分别为8极的磁体。转子磁体42b与电机部用传感器磁体45各自中,磁极Np与磁极Sp沿着周向而交替配置。
转子磁体42b的磁极Np、Sp与电机部用传感器磁体45的磁极Np、Sp相互在周向上偏离配置。图5中,电机部用传感器磁体45的磁极Np、Sp相对于转子磁体42b的磁极Np、Sp,朝第一旋转方向θ1侧偏离角度φ而配置。角度φ例如为0.1°以上且5°以下。
本说明书中,所谓“转子磁体的磁极与传感器磁体的磁极相互在周向上偏离配置”,包括转子磁体与传感器磁体中,各磁极的磁力最大的部分的周向位置各不相同而偏离的情况。即,图5中,以磁极Np与磁极Sp的周向的边界为基准来表示角度φ,但角度φ也可将各磁极 Np、Sp各自中磁力最大的部分作为基准而表示各磁极Np、Sp的偏离角度。
而且,本说明书中,相互偏离的磁极可为相同磁极彼此,也可为不同磁极彼此。即,所谓“转子磁体的磁极与传感器磁体的磁极相互在周向上偏离配置”,只要各磁体的磁力的绝对值相对于周向位置的变化成为各磁体彼此之间相位不同的变化即可。换言之,在周向上,转子磁体的磁力的绝对值的变化、与传感器磁体的磁力的绝对值的变化的相位互不相同。
例如,图5中,转子磁体42b的磁极Np与电机部用传感器磁体45的磁极Np在周向上大致处于相同位置,偏离角度φ,但也可使转子磁体42b的磁极Np与电机部用传感器磁体45的磁极Sp在周向上大致处于相同位置,偏离角度φ。
当转子磁体42b的磁极Np、Sp与电机部用传感器磁体45的磁极Np、Sp在周向上偏离配置时,电机轴41的转速N[rpm]与电机轴41的旋转扭矩T[Nm]的关系成为图6中实线及一点划线所示那样的关系。此外,图6所示的虚线表示转子磁体42b的磁极Np、Sp与电机部用传感器磁体45的磁极Np、Sp在周向上不偏离时的转速N与旋转扭矩T的关系。如图6所示,转速N越大则旋转扭矩T越变小。旋转扭矩T相对于转速N而线性变化。
旋转扭矩T相对于转速N的值视电机轴41的旋转方向为第一旋转方向θ1及第二旋转方向θ2的哪一个而不同。具体而言,当转速N相同时,电机轴41的旋转方向为第一旋转方向θ1的情况与电机轴41的旋转方向为第二旋转方向θ2的情况相比,旋转扭矩T更大。而且,当电机轴41的旋转方向为第一旋转方向θ1时,与磁体彼此的磁极Np、Sp不偏离的情况相比,旋转扭矩T更大。另一方面,当电机轴41的旋转方向为第二旋转方向θ2时,与磁体彼此的磁极Np、Sp不偏离的情况相比,旋转扭矩T更小。
转速N与旋转扭矩T的关系成为所述那样的关系是由以下原因所致。电机部传感器71 检测电机轴41的旋转后,直到基于此检测结果而切换提供给定子43的电流为止,耗费稍许的时间。因此,从检测到电机轴41的位置成为适于切换提供给定子43的电流的位置后,到实际切换提供给定子43的电流为止之间,电机轴41旋转,而在电机轴41稍偏离的位置切换提供给定子43的电流。因此,与以合适时机切换提供给定子43的电流的情况相比,电机轴41的旋转扭矩T降低。
当转子磁体的磁极Np、Sp与传感器部用磁体的磁极Np、Sp不偏离时,无论使电机轴41 向第一旋转方向θ1与第二旋转方向θ2的哪一个旋转,均产生所述旋转扭矩T的降低。因此,无论向第一旋转方向θ1与第二旋转方向θ2的哪一个旋转,旋转扭矩T相对于转速N的值均未变化。另一方面,旋转扭矩T的值小于电机部可输出的旋转扭矩T的最大值。
相对于此,本实施方式中,电机部用传感器磁体45的磁极Np、Sp相对于转子磁体42b 的磁极Np、Sp向第一旋转方向θ1侧偏离配置。因此,由电机部传感器71检测到的电机轴41的旋转位置成为较实际的电机轴41的旋转位置向第一旋转方向θ1侧偏离的位置。由此,当电机轴41的旋转方向为第一旋转方向θ1时,电机部传感器71较实际的电机轴41到达电流的切换位置更早地检测到电机轴41到达电流的切换位置。
因此,欲基于电机部传感器71的检测结果来切换提供给定子43的电流,由此能够在实际的电机轴41的旋转位置成为合适位置时,切换提供给定子43的电流。由此,能够以合适时机切换提供给定子43的电流,能够抑制电机轴41的旋转扭矩T降低。因此,当使电机轴41向第一旋转方向θ1旋转时,也可将旋转扭矩T的值设为电机部40可输出的旋转扭矩T的最大值。
另一方面,当电机轴41向第二旋转方向θ2旋转时,电机部传感器71在实际的电机轴41 经过电流的切换位置后,检测到电机轴41到达电流的切换位置。因此,与不将磁体彼此的磁极Np、Sp错开的情况相比,提供给定子43的电流的切换时机更大地偏离。由此,与不将磁体彼此的磁极Np、Sp错开的情况相比,相对于转速N的旋转扭矩T变小。
由于以上内容,关于本实施方式的旋转扭矩T,当电机轴41向第一旋转方向θ1旋转时,与不将磁体彼此的磁极Np、Sp错开的情况相比变大,当电机轴41向第二旋转方向θ2旋转时,与不将磁体彼此的磁极Np、Sp错开的情况相比变小。
根据本实施方式,如所述那样,能够与不将磁体彼此的磁极Np、Sp错开的情况相比,将使电机轴41向第一旋转方向θ1旋转时的旋转扭矩T增大。因此,能够提高使电机轴41向第一旋转方向θ1旋转时的电动致动器10的输出。由此,当必要的电动致动器10的输出视旋转方向不同时,通过将必要输出大的旋转方向设为第一旋转方向θ1,而抑制电动致动器10的大型化,且获得必要输出。另一方面,使电机轴41向第二旋转方向θ2旋转时的旋转扭矩T降低,但通过将必要输出大的旋转方向设为第一旋转方向θ1,而能够将第二旋转方向θ2设为必要输出较小的旋转方向,因而容易获得必要输出。由于以上内容,根据本实施方式,可获得使输出的旋转方向为双向而使用且具有能够抑制大型化的结构的电动致动器10。
而且,例如也想到不将磁体彼此在周向上错开,而进行错开进行提供给定子43的电流的切换的控制。但是,此时控制程序容易复杂化,有时电动致动器的制造成本增大。相对于此,根据本实施方式,通过将磁体彼此在周向上错开,能够不改变控制程序,而在第一旋转方向θ1 上提高电动致动器10的输出。因此,可获得抑制制造成本增大并且能够抑制大型化的电动致动器10。
而且,根据本实施方式,将作为相对于电机轴41而将电机部用传感器磁体45在周向上定位的第一定位部的定位凹部41b设于电机轴41。因此,容易将电机部用传感器磁体45相对于转子磁体42b使磁极Np、Sp错开而定位。
而且,根据本实施方式,第一定位部为作为从电机轴41的外周面向径向内侧凹陷的凹部的定位凹部41b。因此,通过将作为凸部的被支撑部46f嵌合于定位凹部41b,能够将固定有电机部用传感器磁体45的磁体固持器46相对于电机轴41而容易地定位。因此,更容易将电机部用传感器磁体45相对于转子磁体42b使磁极Np、Sp错开而定位。
如上所述,磁体固持器46配置于较电路基板70更靠上侧。由此,如图2所示,本实施方式中,电机部用传感器磁体45安装于电机轴41中较电路基板70更向上侧突出的部分。电机部用传感器磁体45隔着间隙而在轴向Z上与电路基板70的上侧的面相向。
此外,本说明书中,所谓“电机轴中安装有被检测部的部分”,当将被检测部直接固定于电机轴时,是指电机轴中被检测部所接触的部分,当将被检测部经由被检测部固持器而间接固定于电机轴时,是指电机轴中被检测部固持器所接触的部分。本实施方式中,作为被检测部的电机部用传感器磁体45经由作为被检测部固持器的磁体固持器46而固定于电机轴41,因而所谓电机轴41中安装有电机部用传感器磁体45的部分,是指电机轴41中磁体固持器46 所接触的部分。
本实施方式中,电机轴41中安装有电机部用传感器磁体45的部分配置于较第一轴承44a 更靠上侧。即,第一轴承44a支撑电机轴41中较安装有电机部用传感器磁体45的部分更靠下侧的部分。因此,与第一轴承44a支撑电机轴41中较安装有电机部用传感器磁体45的部分更靠上侧的部分的情况相比,容易使电动致动器10在轴向Z上小型化。
如图4所示,电机部用传感器磁体45具有定位凹部45a。定位凹部45a从电机部用传感器磁体45的径向内缘部向径向外侧凹陷。定位凹部45a在轴向Z上贯穿电机部用传感器磁体 45。在定位凹部45a的内部,嵌合有定位凸部46g。由此,定位凸部46g卡在定位凹部45a的内侧面中位于周向两侧的侧面上,从而能够将电机部用传感器磁体45相对于磁体固持器46而在周向上定位。即,定位凸部46g将电机部用传感器磁体45相对于磁体固持器46在周向上定位。因此,能够利用被支撑部46f及定位凹部41b、以及定位凸部46g及定位凹部45a,将电机部用传感器磁体45相对于电机轴41而在周向上定位,更容易相对于转子磁体42b使磁极Np、Sp错开而定位。
如图1所示,减速机构50连结于电机轴41的上侧。减速机构50配置于转子本体42及定子43的上侧。减速机构50具有外齿合齿轮51、内齿合齿轮52及输出齿轮53。
虽图示省略,但外齿合齿轮51为以偏心轴部41a的偏心轴J2为中心而在偏心轴J2的径向上扩展的圆环板状。在外齿合齿轮51的径向外侧面设有齿轮部。外齿合齿轮51经由第三轴承44c而连接于电机轴41。由此,减速机构50连结于电机轴41。外齿合齿轮51从径向外侧嵌合于第三轴承44c的外轮。由此,第三轴承44c将电机轴41与外齿合齿轮51绕偏心轴J2相对可旋转地连结。
外齿合齿轮51具有在轴向Z上贯穿外齿合齿轮51的多个孔51a。虽图示省略,但多个孔 51a沿着以偏心轴J2为中心的周向而等间隔地配置于一周。孔51a的沿着轴向Z观看的形状为圆形状。
内齿合齿轮52包围外齿合齿轮51的径向外侧而固定于电路基板壳体20,且与外齿合齿轮51啮合。内齿合齿轮52保持于外壳11的后述的金属构件22。内齿合齿轮52为以中心轴 J1为中心的圆环状。在内齿合齿轮52的内周面设有齿轮部。内齿合齿轮52的齿轮部与外齿合齿轮51的齿轮部啮合。
输出齿轮53具有输出齿轮本体53a及多个销53b。输出齿轮本体53a配置于外齿合齿轮 51及内齿合齿轮52的下侧。输出齿轮本体53a为以中心轴J1为中心而在径向上扩展的圆环板状。在输出齿轮本体53a的径向外侧面设有齿轮部。输出齿轮本体53a经由第四轴承44d 而连接于电机轴41。
多个销53b为从输出齿轮本体53a的上表面朝向上侧突出的圆筒状。虽图示省略,但多个销53b沿着周向而等间隔地配置于一周。销53b的外径小于孔51a的内径。多个销53b分别从下侧穿进多个孔51a中。销53b的外周面与孔51a的内周面内接。孔51a的内周面经由销 53b而绕中心轴J1可摇动地支撑外齿合齿轮51。
输出部60是输出电动致动器10的驱动力的部分。输出部60配置于电机部40的径向外侧。输出部60具有输出轴61、驱动齿轮62、输出部用传感器磁体63及磁体固持器64。
输出轴61为在电机轴41的轴向Z上延伸的筒状。这样,输出轴61在与电机轴41相同的方向上延伸,因而能够简化将电机轴41的旋转传递至输出轴61的减速机构50的结构。本实施方式中,输出轴61为以作为假想轴的输出中心轴J3为中心的圆筒状。输出中心轴J3与中心轴J1平行,且在径向上远离中心轴J1而配置。即,电机轴41与输出轴61在电机轴41 的径向上远离配置。
输出轴61在下侧具有开口的开口部61d。本实施方式中,输出轴61在轴向两侧开口。输出轴61在内周面的下部具有花键槽。输出轴61具有圆筒状的输出轴本体61a、及从输出轴本体61a向输出中心轴J3的径向外侧突出的凸缘部61b。输出轴61配置于在电机轴41的径向上与转子本体42重叠的位置。输出轴61的下侧端部、即开口部61d配置于较电机部40的下侧端部更靠上侧。本实施方式中,所谓电机部40的下侧端部,是电机轴41的下侧端部。
输出轴61中,从下侧经由开口部61d而插入并连结有被驱动轴DS。更详细而言,将设于被驱动轴DS的外周面的花键部嵌合于设于输出轴61的内周面的花键槽,由此将输出轴61 与被驱动轴DS连结。经由输出轴61将电动致动器10的驱动力传递至被驱动轴DS。由此,电动致动器10使被驱动轴DS绕输出中心轴J3而旋转。
如以上所说明,在轴向Z上,供被驱动轴DS插入的开口部61d开口的一侧为与对减速机构50配置电机部40相同的一侧。因此,能够将电机部40配置于安装有电动致动器10的被安装体侧。由此,能够在被驱动轴DS的径向上,将被驱动轴DS的外侧空间用作配置电机部40的空间。因此,能够将电动致动器10以更靠近的状态安装于被安装体。因此,根据本实施方式,可获得在安装于被安装体时能够减小安装高度的电动致动器10。本实施方式中,被安装体为车辆。
而且,根据本实施方式,电机轴41从电机部40向减速机构50延伸的朝向为向上,与输出轴61的开口部61d开口的朝向为相反方向。因此,能够使输出轴61从减速机构50延伸的朝向,与电机轴41从电机部40向减速机构50延伸的朝向为相反方向。由此,能够将电机轴41与输出轴61在电机轴41的径向上重叠配置,从而能够使电动致动器10在轴向Z上小型化。而且,输出轴61在电机轴41的径向上与转子本体42重叠,因而能够使电动致动器10进一步在轴向Z上小型化。由此,在安装于被安装体时更容易减小电动致动器10的安装高度。
而且,根据本实施方式,电机部40的下侧端部配置于较开口部61d更靠下侧。因此,能够更靠近被安装体而配置电机部40。由此,在安装于被安装体时更容易减小电动致动器10的安装高度。
驱动齿轮62固定于输出轴61且与输出齿轮53啮合。本实施方式中,驱动齿轮62固定于输出轴本体61a的外周面中较凸缘部61b更靠上侧的部分。驱动齿轮62与凸缘部61b的上表面接触。虽图示省略,但驱动齿轮62为从输出轴61向输出齿轮53延伸,且宽度随着靠近输出齿轮53而变大的扇形齿轮。在驱动齿轮62的输出齿轮53侧的端部设有齿轮部。驱动齿轮62的齿轮部与输出齿轮53的齿轮部啮合。
磁铁固持器64为以输出中心轴J3为中心而在轴向Z上延伸的大致圆筒状的构件。磁铁固持器64在轴向两侧开口。磁铁固持器64配置于输出轴61的上侧、且减速机构50的径向外侧。磁铁固持器64在轴向Z上贯穿电路基板70。磁铁固持器64的内部与输出轴61的内部相连。将插入输出轴61中的被驱动轴DS的上端部压入磁铁固持器64。由此,磁铁固持器64固定于被驱动轴DS。
输出部用传感器磁铁63为以输出中心轴J3为中心的圆环状。输出部用传感器磁铁63固定于磁铁固持器64的上侧端部的外周面。通过将磁铁固持器64固定于被驱动轴DS,而输出部用传感器磁铁63经由磁铁固持器64固定于被驱动轴DS。输出部用传感器磁铁63隔着间隙而与电路基板70的上侧的面相向。
当电机轴41绕中心轴J1旋转时,偏心轴部41a以中心轴J1为中心在周向上公转。偏心轴部41a的公转经由第三轴承44c而传递至外齿合齿轮51,对于外齿合齿轮51而言,孔51a的内周面与销53b的外周面的内接位置变化同时摇动。由此,外齿合齿轮51的齿轮部与内齿合齿轮52的齿轮部的啮合位置在周向上变化。因此,经由外齿合齿轮51将电机轴41的旋转力传递至内齿合齿轮52。
此处,本实施方式中,内齿合齿轮52经固定因而不旋转。因此,利用传递至内齿合齿轮 52的旋转力的反作用力,外齿合齿轮51绕偏心轴J2旋转。此时,外齿合齿轮51的旋转朝向成为与电机轴41的旋转朝向相反的方向。外齿合齿轮51的绕偏心轴J2的旋转经由孔51a及销53b而传递至输出齿轮53。由此,输出齿轮53绕中心轴J1旋转。将电机轴41的旋转减速并传递至输出齿轮53。
当输出齿轮53旋转时,与输出齿轮53啮合的驱动齿轮62绕输出中心轴J3旋转。由此,固定于驱动齿轮62的输出轴61绕输出中心轴J3旋转。这样,经由减速机构50将电机轴41的旋转传递至输出轴61。
本实施方式中,电机轴41的旋转方向与输出轴61的旋转方向彼此相同。即,当电机轴 41朝第一旋转方向θ1旋转时,输出轴61朝第一旋转方向θ1旋转。当电机轴41朝第二旋转方向θ2旋转时,输出轴61朝第二旋转方向θ2旋转。
电路基板70配置于较转子本体42更靠上侧。电路基板70配置于减速机构50的上侧。电路基板70为板面与轴向Z正交的板状。电路基板70具有在轴向Z上贯穿电路基板70的贯穿孔70a。将电机轴41穿进贯穿孔70a中。由此,电机轴41在轴向Z上贯穿电路基板70。电路基板70经由未图示的汇流条而与定子43电连接。即,电路基板70与电机部40电连接。
电机部传感器71固定于电路基板70的上表面。更详细而言,电机部传感器71固定于电路基板70的上侧的面中,隔着间隙而在轴向Z上与电机部用传感器磁铁45相向的部分。电机部传感器71是检测电机部用传感器磁铁45的磁场的磁传感器。电机部传感器71例如为霍尔元件。虽省略图示,但电机部传感器71例如沿着周向而设有三个。电机部传感器71通过检测电机部用传感器磁铁45的磁场而检测电机部用传感器磁铁45的旋转位置,从而检测电机轴41的旋转。
本实施方式中,减速机构50连结于电机轴41的上侧,电路基板70配置于较转子本体42 更靠上侧且减速机构50的上侧。因此,在电路基板70与转子本体42的轴向Z之间配置有减速机构50。由此,能够将固定于电路基板70的电机部传感器71远离转子本体42及定子43 而配置。因此,能够使电机部传感器71不易受到由转子本体42及定子43产生的磁场的影响,从而能够提高电机部传感器71的检测精度。
输出部传感器72固定于电路基板70的上表面。更详细而言,输出部传感器72固定于电路基板70的上侧的面中,隔着间隙而在轴向Z上与输出部用传感器磁铁63相向的部分。输出部传感器72是检测输出部用传感器磁铁63的磁场的磁传感器。输出部传感器72例如为霍尔元件。虽省略图示,但输出部传感器72例如沿着以输出中心轴J3为中心的周向而设有三个。输出部传感器72通过检测输出部用传感器磁铁63的磁场而检测输出部用传感器磁铁63的旋转位置,从而检测被驱动轴DS的旋转。
根据本实施方式,能够利用将减速机构50配置于较电机部40更靠电路基板70侧的结构,而靠近输出部用传感器磁铁63来配置向输出齿轮53传递旋转驱动力的驱动齿轮62。因此,能够缩短从输出齿轮53中的传递有旋转驱动力的部分、到固定有输出部用传感器磁铁63的部分为止的轴向Z的距离,从而能够抑制固定有输出部用传感器磁铁63的部分的被驱动轴 DS的轴摇晃。由此,能够提高输出部传感器72对被驱动轴DS的旋转检测精度。
外壳11收容电机部40、减速机构50、输出部60、电路基板70、电机部传感器71、输出部传感器72、汇流条固持器90及未图示的汇流条。外壳11具有电机壳体30及电路基板壳体20。电机壳体30在上侧开口。电机壳体30具有电机壳体本体31及定子固定构件37。电路基板壳体20为大致长方体的箱状。电路基板壳体20安装于电机壳体30的上侧而堵塞电机壳体30的开口。电路基板壳体20收容电路基板70。电路基板壳体20具有电路基板壳体本体21、金属构件22及电路基板壳体盖26。
电路基板壳体本体21及电机壳体本体31为树脂制。本实施方式中,由电路基板壳体本体21及电机壳体本体31构成外壳本体11a。即,外壳11具有树脂制的外壳本体11a。
电路基板壳体本体21为在上侧开口的箱状。电路基板壳体本体21具有底壁21a及侧壁 21b。底壁21a沿着与轴向Z正交的平面扩展。沿着轴向Z观看,底壁21a较电机壳体本体31 更向径向外侧扩展。底壁21a堵塞电机壳体30的上侧的开口。底壁21a覆盖定子43的上侧。
底壁21a具有从底壁21a的下侧的面朝向上侧凹陷的凹部21c。底壁21a具有在轴向Z上贯穿底壁21a的中央贯穿孔21d。中央贯穿孔21d从凹部21c的底面到底壁21a的上侧的面为止贯穿底壁21a。沿着轴向Z观看,中央贯穿孔21d为以中心轴J1为中心的圆形状。将电机轴41穿进中央贯穿孔21d中。
侧壁21b为从底壁21a的外缘部向上侧突出的方筒状。在侧壁21b的内侧收容有电路基板70。即,电路基板壳体20在较底壁21a更靠上侧收容电路基板70。侧壁21b在上侧开口。侧壁21b的上侧的开口、即电路基板壳体20的上侧的开口是由电路基板壳体盖26堵塞。电路基板壳体盖26例如为金属制。
金属构件22为金属制。金属构件22保持于电路基板壳体本体21。即,金属构件22保持于外壳本体11a。金属构件22收容并保持于凹部21c内。本实施方式中,金属构件22的一部分埋入外壳本体11a。因此,能够使用将金属构件22插入模具并流入树脂的嵌入成形,来制作外壳本体11a的一部分或整体。因此,外壳11的制作容易。本实施方式中,外壳本体11a 中的电路基板壳体本体21是通过将金属构件22插入模具并流入树脂的嵌入成形而制作。
如图7所示,金属构件22具有轴承保持部23、腕部25及输出轴支撑部24。轴承保持部 23具有圆环板部23a、外侧筒部23b、内侧筒部23c及顶板部23d。圆环板部23a为以中心轴J1为中心的圆环板状。圆环板部23a的板面与轴向Z正交。
外侧筒部23b为从圆环板部23a的外周缘部向下侧突出的圆筒状。外侧筒部23b具有在径向上贯穿外侧筒部23b的壁部的多个狭缝23e。多个狭缝23e沿着周向而等间隔地配置于一周。狭缝23e在下侧开口。
如图1所示,在外侧筒部23b的径向内侧保持有内齿合齿轮52。由此,减速机构50经由金属构件22而保持于底壁21a的下侧的面。虽省略图示,但在内齿合齿轮52的外周面上设有向径向外侧突出的多个突起部,此突起部插入各狭缝23e。由此,突起部卡在狭缝23e的内侧面上,能够抑制内齿合齿轮52相对于金属构件22在周向上移动。外侧筒部23b埋入并保持于中央贯穿孔21d的径向内侧。
内侧筒部23c为从圆环板部23a的内周缘部向上侧突出的圆筒状。在内侧筒部23c的径向内侧保持有第一轴承44a。由此,轴承保持部23保持第一轴承44a。内侧筒部23c较底壁21a 更向上侧突出。内侧筒部23c配置于侧壁21b的径向内侧。内侧筒部23c经由贯穿孔70a而在轴向Z上贯穿电路基板70,较电路基板70更向上侧突出。
由此,经内侧筒部23c保持的第一轴承44a的至少一部分插入贯穿孔70a。因此,能够利用第一轴承44a,在电机轴41中靠近安装有电机部用传感器磁铁45的部分的位置,支撑电机轴41。由此,能够抑制电机轴41中安装有电机部用传感器磁铁45的部分的轴摇晃,从而能够抑制电机部用传感器磁铁45的位置摇晃。因此,能够抑制电机部传感器71对电机轴41的旋转检测精度降低。而且,沿着径向观看,能够将第一轴承44a与电路基板70重叠配置,因而容易使电动致动器10在轴向Z上小型化。
本说明书中,所谓“轴承保持部保持第一轴承”,只要轴承保持部能够将第一轴承在径向上定位即可,第一轴承也可不固定于轴承保持部。本实施方式中,第一轴承44a通过嵌合于内侧筒部23c而在径向上经定位。第一轴承44a相对于内侧筒部23c而未固定。
顶板部23d从内侧筒部23c的上侧端部向径向内侧突出。顶板部23d为以中心轴J1为中心的圆环状,且为板面与轴向Z正交的板状。在顶板部23d的内侧,电机轴41的上侧端部穿过。顶板部23d的内周缘部向下侧弯曲。顶板部23d覆盖第一轴承44a的上侧。
如图2所示,在顶板部23d与第一轴承44a的轴向Z之间,配置有预压构件47。即,电动致动器10包括预压构件47。预压构件47为沿着周向延伸的圆环状的波形垫圈(wavewasher)。预压构件47与顶板部23d的下侧的面、及第一轴承44a的外轮的上侧端部接触。预压构件47 对第一轴承44a的外轮施加向下的预压。由此,预压构件47对第一轴承44a向下侧施加预压,经由第一轴承44a对电机轴41向下侧施加预压。
受到预压构件47向下侧的预压的电机轴41是由图1所示的第二轴承44b从下侧支撑。更详细而言,第二轴承44b是外轮由后述的电机收容部32的环状凸部32a从下侧支撑,并利用经固定于电机轴41的外周面的内轮而从下侧支撑电机轴41。本实施方式中,第二轴承44b 相当于从下侧支撑电机轴41的支撑部。即,电动致动器10包括作为支撑部的第二轴承44b。
通过设置作为支撑部的第二轴承44b,即便由预压构件47对电机轴41施加向下侧的预压,也能够抑制电机轴41向下侧移动。预压构件47对电机轴41施加向下侧的预压,将电机轴41 按压于作为支撑部的第二轴承44b。由此,能够在未对电动致动器10施加振动的状态下,将电机轴41的轴向Z的位置维持于最下侧的位置。因此,即便对电动致动器10施加振动而电机轴41在轴向Z上移动时,也能够抑制电机轴41向下侧移动,能够将电机轴41移动的朝向设为向上侧。
另外,电机部用传感器磁体45隔着间隙而在轴向Z上与电路基板70的上侧的面相向,且电机部传感器71固定于电路基板70的上侧的面中,隔着间隙而在轴向Z上与电机部用传感器磁体45相向的部分。即,安装于电机轴41的电机部用传感器磁体45配置于电机部传感器71的上侧。由此,能够将对电动致动器10施加振动时的电机轴41的移动的朝向设为向上侧,由此即便电机轴41移动,电机部用传感器磁体45也向远离电机部传感器71的方向移动。因此,能够抑制电机部用传感器磁体45与电机部传感器71接触。此外,当电机轴41向上侧移动时,预压构件47在轴向Z上压缩弹性变形。
如以上所说明,根据本实施方式,通过将预压构件47对电机轴41施加预压的朝向设为从电机部用传感器磁体45向电机部传感器71的朝向,而能够抑制电机部用传感器磁体45与电机部传感器71接触。由此,可获得具有能够抑制电机部用传感器磁体45及电机部传感器 71损伤的结构的电动致动器10。
而且,例如想到将电机部用传感器磁体配置于较电路基板更靠下侧,将电机部传感器安装于电路基板的下侧的面的情况。此时,为了如所述那样抑制电机部用传感器磁体与电机部传感器的接触,只要利用预压构件对电机轴施加向上侧的预压,将对电动致动器施加振动时的电机轴的移动朝向设为向下侧即可。但是,此时当电机轴向下侧移动时,有时电机部用传感器磁体或保持电机部用传感器磁体的磁铁固持器与收容电机部的电机壳体等接触。由此,有时电机部用传感器磁体相对于电机轴的位置向上侧偏移。此状态下,若电机轴回到原本的位置,则可能电机部用传感器磁体与位于上侧的电机部传感器接触。
相对于此,根据本实施方式,电机轴41将配置于较转子本体42更靠上侧的电路基板70 在轴向Z上贯穿,电机部用传感器磁体45安装于电机轴41中较电路基板70更向上侧突出的部分。因此,对电动致动器10施加振动时电机轴41移动的朝向成为远离收容电机部40的电机壳体30的朝向。因此,当电机轴41移动时,能够抑制电机部用传感器磁体45及磁体固持器46与电机壳体30接触,能够抑制电机部用传感器磁体45相对于电机轴41的位置偏移。由此,能够抑制电机轴41的轴向Z的位置还原时,电机部用传感器磁体45与电机部传感器71接触。因此,能够进一步抑制电机部用传感器磁体45及电机部传感器71损伤。
本实施方式中,如图2所示,在电机轴41的上侧端部、电机部用传感器磁体45及磁体固持器46与电路基板壳体盖26的轴向Z之间,设有间隙S。间隙S大于对电动致动器10施加振动时向上侧移动的电机轴41的最大移动量。因此,即便电机轴41向上侧移动时,也能够抑制电机轴41的上侧端部、电机部用传感器磁体45及磁体固持器46与电路基板壳体盖26 接触。
而且,根据本实施方式,第一轴承44a为球轴承,因而通过利用预压构件47对第一轴承 44a施加预压,而能够提高第一轴承44a对电机轴41的轴保持精度。而且,预压构件47的预压经由电机轴41也传递至作为球轴承的第二轴承44b、第三轴承44c及第四轴承44d。因此,能够提高各球轴承对电机轴41的轴保持精度。而且,能够利用一个预压构件47对第一轴承 44a施加预压,同时也对电机轴41施加预压,因而能够抑制电动致动器10的零件数增加。
而且,根据本实施方式,保持电机部用传感器磁体45的磁体固持器46具有经电机轴41 的一部分从下侧支撑的被支撑部46f。因此,当电机轴41向上侧移动时,即便磁体固持器46 与外壳11接触时,也能够利用被支撑部46f而抑制磁体固持器46相对于电机轴41向下侧移动。因此,能够抑制电机部用传感器磁体45相对于电机轴41而向下侧移动,能够抑制电机轴41的轴向Z的位置还原时,电机部用传感器磁体45与电机部传感器71接触。
而且,如本实施方式那样,当被检测部为磁体时,在与其他构件接触时,被检测部的一部分容易产生缺损等损伤。因此,在如本实施方式那样被检测部为磁体时,可特别有用地获得所述的能够抑制作为被检测部的电机部用传感器磁体45的损伤的效果。
而且,根据本实施方式,预压构件47为波形垫圈。因此,例如与预压构件为螺旋弹簧(coil spring)等时相比,能够使电动致动器10在轴向Z上小型化。
如图1所示,腕部25从轴承保持部23向电机轴41的径向外侧延伸。如图7所示,腕部25为板面与轴向Z正交的板状。沿着轴向Z观看,腕部25为长方形状。腕部25将轴承保持部23与输出轴支撑部24相连。由此,容易将金属构件22中除轴承保持部23及输出轴支撑部24以外的部分的大小抑制于最小限度,从而容易使金属构件22小型化。因此,容易降低外壳11的制造成本,容易减小外壳11的重量。
输出轴支撑部24与腕部25的径向外侧的端部相连。输出轴支撑部24为以输出中心轴J3 为中心的圆环状,且为板面与轴向Z正交的板状。这样,根据本实施方式,输出轴支撑部24 及腕部25为板状,因而能够通过对金属制的板构件进行冲压、或弯折等压制加工而容易地制作输出轴支撑部24及腕部25。本实施方式中,金属构件22是通过对金属制的板构件进行压制加工而制作的单一的构件。
输出轴支撑部24具有在轴向Z上贯穿输出轴支撑部24的贯穿孔24a。如图1所示,作为输出轴本体61a的上侧端部的嵌合部61c嵌合于贯穿孔24a。即,输出轴61具有嵌合于贯穿孔24a的嵌合部61c。由此,输出轴支撑部24支撑输出轴61。
这样,根据本实施方式,利用金属制的金属构件22而能够保持第一轴承44a,且能够支撑输出轴61。由此,能够以良好的相对位置精度来配置经第一轴承44a支撑的电机轴41与输出轴61。而且,保持金属构件22的外壳本体11a为树脂制,因而能够使外壳11轻量化。由于以上内容,根据本实施方式,可获得具有能够实现轻量化,且能够抑制电机轴41与输出轴61的相对位置精度降低的结构的电动致动器10。而且,金属构件22为金属制,因而与树脂相比强度及耐热性更高。因此,即便对外壳11施加外力及热时,也能够抑制金属构件22大幅变形、损伤,能够抑制电机轴41与输出轴61偏移。
而且,根据本实施方式,通过使嵌合部61c嵌合于贯穿孔24a,能够使输出轴61容易地支撑于金属构件22,且能够容易地定位。因此,能够使电动致动器10的装配容易。
电机壳体本体31具有电机收容部32及输出部保持部33。电机收容部32为具有底部且在上侧开口的筒状。电机收容部32为以中心轴J1为中心的圆筒状。电机收容部32收容电机部 40。即,电机壳体本体31收容电机部40。
此外,本说明书中,所谓“电机壳体本体收容电机部”,只要利用电机壳体本体来收容电机部的一部分即可,电机部的另一部分也可突出至电机壳体本体的外部。本实施方式中,电机壳体本体31、即电机收容部32收容电机轴41的下侧部分、转子本体42、定子43及第二轴承44b。
电机收容部32具有从电机收容部32的底面朝向上侧突出的环状凸部32a。虽图示省略,但环状凸部32a为以中心轴J1为中心的圆环状。环状凸部32a从下侧支撑第二轴承44b的外轮。沿着轴向Z观看,环状凸部32a的径向内侧部分与第二轴承44b的内轮及电机轴41的下侧端部重叠。因此,即便对电机轴41施加向下侧的预压,使第二轴承44b的内轮及电机轴41 的下侧端部较第二轴承44b的外轮更向下侧突出而配置时,也能够抑制第二轴承44b的内轮及电机轴41的下侧端部与电机收容部32的底面接触。
输出部保持部33从电机收容部32向径向外侧突出。输出部保持部33具有基部33a及输出轴保持部33b。基部33a从电机收容部32向径向外侧突出。输出轴保持部33b从基部33a 的径向外侧的端部向轴向两侧突出。输出轴保持部33b为以输出中心轴J3为中心的圆筒状。输出轴保持部33b在轴向两侧开口。输出轴保持部33b的内部在轴向Z上贯穿基部33a。
在输出轴保持部33b的内侧,嵌合有圆筒状的衬套(bush)65。在衬套65的上侧端部,设有向以输出中心轴J3为中心的径向外侧突出的凸缘部。衬套65的凸缘部是由输出轴保持部 33b的上侧端部从下侧支撑。在衬套65的内侧,嵌合有输出轴本体61a中较凸缘部61b更靠下侧的部分。衬套65绕输出中心轴J3可旋转地支撑输出轴61。凸缘部61b是经由衬套65的凸缘部由输出轴保持部33b的上侧端部从下侧支撑。输出轴61的下侧的开口部61d配置于较衬套65更靠下侧。
定子固定构件37为具有底部且在上侧开口的筒状。定子固定构件37为以中心轴J1为中心的圆筒状。定子固定构件37嵌合于电机收容部32的内侧。在定子固定构件37的底部,设有沿着周向而配置的多个贯穿孔。在定子固定构件37的贯穿孔中,分别嵌合有设于电机收容部32的底部的多个突起。
定子固定构件37的上侧端部较电机收容部32更向上侧突出。在定子固定构件37的底部保持有第二轴承44b。在定子固定构件37的内周面固定有定子43的外周面。定子固定构件 37为金属制。电机壳体30例如是通过在将定子固定构件37插入模具中的状态下流入树脂的嵌入成形而制作。
汇流条固持器90配置于定子固定构件37的上侧的开口。汇流条固持器90为以中心轴J1 为中心的圆环状,且为板面与轴向Z正交的板状。汇流条固持器90保持未图示的汇流条。汇流条固持器90覆盖定子43的上侧。
本实用新型不限于所述实施方式,也能够采用其他结构。转子磁体的磁极数及电机部用传感器磁体的磁极数只要分别为两个以上,则并无特别限定。而且,各磁体的种类并无特别限定。转子磁铁的磁极与电机部用传感器磁体的磁极偏离的角度φ只要大于0°,则并无特别限定。
电机轴的第一定位部也可为图8所示的电机轴141的定位凹部141b那样的结构。定位凹部141b是从电机轴141的外周面而向径向内侧凹陷的凹部。定位凹部141b在上侧开口,随着从上侧朝向下侧而位于周向一方侧。根据此结构,通过将作为凸部的被支撑部46f嵌合于定位凹部141b的下侧端部,而能够将电机部用传感器磁体45相对于定位凹部141b的上侧端部而在周向上偏离配置。因此,能够利用定位凹部141b的上侧端部将转子磁体42b在周向上定位,并且将电机部用传感器磁体45相对于转子磁体42b而在周向上偏离配置。因此,容易将转子磁体42b与电机部用传感器磁体45使磁极Np、Sp在周向上偏离配置。
预压构件只要对电机轴施加预压,则并无特别限定。预压构件也可为螺旋弹簧等。而且,预压构件也可直接与电机轴接触而施加预压。而且,也可与对第一轴承等球轴承施加预压的构件不同,而另设置对电机轴施加预压的预压构件。
支撑部只要能够从下侧支撑电机轴,则并无特别限定。支撑部例如也可为从电机收容部的底部向上侧突出的凸部。此时,凸部例如与电机轴的下侧端部的中心进行点接触,从下侧直接支撑电机轴。
电机部传感器也可为霍尔元件以外的磁传感器,也可为磁传感器以外的传感器。电机部传感器例如也可为磁阻元件,也可为光学式传感器。被检测部只要可由电机部传感器进行检测,则并无特别限定,也可为磁体以外。被检测部也可直接安装于电机轴。关于这些情况,输出部传感器等也同样。
外壳本体也可为单一的构件。外壳本体也可通过射出成形而以单体的形式制作。此时,金属构件是在制作外壳本体后保持于外壳本体。外壳本体的形状并无特别限定。沿着轴向观看,外壳本体既可为多边形状,也可为圆形状,也可为椭圆形状。外壳本体也可不为树脂制,例如也可为金属制。
金属构件并无特别限定。金属构件也可将多个不同构件连结而构成。金属构件也可不设置。第一轴承、第二轴承、第三轴承及第四轴承也可不为球轴承,也可为滑动轴承等。减速机构的结构并无特别限定。输出轴延伸的方向也可与电机轴延伸的方向不同。
输出轴中供插入被驱动轴的开口部也可在上侧开口。配置输出轴的位置并无特别限定。
所述实施方式的电动致动器的用途并无特别限定,也可搭载于车辆以外。而且,所述各结构能够在不相互矛盾的范围内适当组合。
接着,对致动器装置的实施方式进行说明。
图9至图11所示的X轴方向是与Z轴方向正交的方向,Y轴方向是与X轴方向及Z轴方向两者正交的方向。将与X轴方向平行的方向称为“前后方向X”,将与Y轴方向平行的方向称为“左右方向Y”。在前后方向X上,将X轴方向的正侧设为前侧,将X轴方向的负侧设为后侧。在左右方向Y上,将Y轴方向的正侧设为左侧,将Y轴方向的负侧设为右侧。
此外,所谓前侧、后侧、左侧、右侧、前后方向及左右方向,仅是用于说明各部的相对位置关系的名称,实际的配置关系等也可为这些名称所示的配置关系等以外的配置关系等。
图9及图10所示的本实施方式的致动器装置1设于车辆,是基于驾驶员的换挡操作而驱动的线控换挡方式的致动器装置。致动器装置1基于驾驶员的换挡操作而使手控阀(manual valve)MV移动,切换油路体100内的液压回路。由此,致动器装置1使车辆的挡位(gear) 在例如泊车、倒挡(reverse)、空挡(Neutrial)、前进挡(drive)之间切换。
而且,致动器装置1基于驾驶员的换挡操作而使锁定齿轮G在锁定状态与非锁定状态之间切换。致动器装置1在车辆的挡位为泊车时,将锁定齿轮G设为锁定状态,在车辆的挡位为泊车以外时,将锁定齿轮G设为非锁定状态。锁定齿轮G为连结于车轴的齿轮。锁定齿轮G在外周面具有多个齿部Ga,绕在左右方向Y上延伸的旋转轴Gj而旋转。
致动器装置1包括在内部具有油路的油路体100、所述电动致动器10、可动部2及锁定臂3。油路体100在内部具有由多个油路构成的液压回路。如图11所示,油路体100具有在左右方向Y上凹陷的插入孔110。插入孔110与油路体100内的油路相连。插入孔110内,在左右方向Y上可移动地配置有手控阀MV。由此,手控阀MV安装于油路体100。手控阀MV 为在左右方向Y上延伸的棒状。通过手控阀MV在左右方向Y上移动,油路体100内的油路彼此的连接变化,切换液压回路。
如图9所示,可动部2具有手控轴2a、连结部2b、杆2c、支撑部2d、凸缘部2f、线圈弹簧2g及臂部2h。手控轴2a为在轴向Z上延伸的圆柱状。手控轴2a是沿着输出中心轴J3 而配置。手控轴2a相当于图1所示的被驱动轴DS。即,手控轴2a连结于输出轴61。由此,可动部2连结于输出轴61。
连结部2b固定于手控轴2a。连结部2b为在一个方向上延伸的长方形板状。虽图示省略,但连结部2b在一端部具有在轴向Z上贯穿连结部2b的固定孔。在固定孔中穿进手控轴2a并固定。由此,连结部2b的一端部固定于手控轴2a。连结部2b从手控轴2a向输出中心轴J3的径向外侧延伸。
杆2c是沿着前后方向X而可移动地配置。杆2c的后侧端部连结于连结部2b。支撑部2d 为以在前后方向X上延伸的轴为中心的圆锥台状。支撑部2d的外径随着从前侧朝向后侧而变大。支撑部2d具有在前后方向X上贯穿支撑部2d的贯穿孔2e。在贯穿孔2e中穿进杆2c的前侧端部。支撑部2d相对于杆2c而在前后方向X上可移动。支撑部2d与杆2c例如配置成同心。
凸缘部2f在较支撑部2d更靠后侧固定于杆2c。线圈弹簧2g在前后方向X上延伸。线圈弹簧2g配置于支撑部2d与凸缘部2f的前后方向X之间。在线圈弹簧2g的内侧穿进杆2c。线圈弹簧2g的后端固定于凸缘部2f。线圈弹簧2g的前端固定于支撑部2d。通过支撑部2d 相对于杆2c在前后方向X上相对移动而线圈弹簧2g伸缩,对支撑部2d施加前后方向X的弹性力。
臂部2h固定于手控轴2a的下端部。如图11所示,臂部2h从手控轴2a向输出中心轴J3 的径向外侧延伸。臂部2h的前端部与手控阀MV连结。
可动部2是由电动致动器10予以驱动。具体而言,利用电动致动器10使手控轴2a绕输出中心轴J3旋转。随着手控轴2a的旋转,连结部2b及臂部2h也绕输出中心轴J3旋转。通过连结部2b绕输出中心轴J3旋转,而杆2c在前后方向X上移动。通过连结部2b向第一旋转方向θ1旋转,而杆2c向后侧移动。通过连结部2b向第二旋转方向θ2旋转,而杆2c向前侧移动。随着杆2c的前后方向X的移动,支撑部2d、凸缘部2f及线圈弹簧2g也在前后方向 X上移动。
电动致动器10基于驾驶员的换挡操作而将可动部2的位置至少在泊车位置PP与非泊车位置之间切换。非泊车位置为泊车位置PP以外的位置,本实施方式中,如图11所示,包含前进挡位置DP、空挡位置NP及倒挡位置RP。即,本实施方式中,电动致动器10基于驾驶员的换挡操作而将可动部2的位置在前进挡位置DP、空挡位置NP、倒挡位置RP及泊车位置 PP之间切换。本实施方式中,泊车位置PP相当于锁定位置,非泊车位置相当于非锁定位置。
前进挡位置DP是车辆的挡位为前进挡时的可动部2的位置。空挡位置NP是车辆的挡位为空挡时的可动部2的位置。倒挡位置RP是车辆的挡位为倒挡时的可动部2的位置。泊车位置PP是车辆的挡位为泊车时的可动部2的位置。图9表示可动部2处于非泊车位置中的例如倒挡位置RP的情况。图10、图11表示可动部2处于泊车位置PP的情况。
如图11所示,在泊车位置PP,从上侧观看,臂部2h是沿着相对于前后方向X朝第二旋转方向θ2侧倾斜的假想线LP而配置。虽图示省略,但在倒挡位置RP,从上侧观看,臂部2h是沿着在前后方向X上延伸的假想线LR而配置。在空挡位置NP,从上侧观看,臂部2h是沿着相对于前后方向X朝第一旋转方向θ1侧倾斜的假想线LN而配置。在前进挡位置DP,从上侧观看,臂部2h是沿着相对于前后方向X较假想线LN更向第一旋转方向θ1侧倾斜的假想线LD而配置。
臂部2h的前端部的左右方向Y的位置从右侧向左侧依次为泊车位置PP、倒挡位置RP、空挡位置NP、前进挡位置DP。臂部2h的前端部的左右方向Y的位置变化,并且连结有臂部2h的前端部的手控阀MV的左右方向Y的位置变化。即,手控阀MV的左右方向Y的位置从右侧向左侧依次为泊车位置PP、倒挡位置RP、空挡位置NP、前进挡位置DP。这样,臂部 2h使手控阀MV移动。
如图9所示,锁定臂3配置于可动部2的前侧。锁定臂3以旋转轴3d为中心可旋转地配置。旋转轴3d为在左右方向Y上延伸的轴。锁定臂3具有第一部分3a及第二部分3b。第一部分3a从旋转轴3d向后侧延伸。第一部分3a的后端与支撑部2d的外周面接触。第二部分 3b从旋转轴3d朝向上侧稍向前侧倾斜而延伸。第二部分3b在上端部具有向前侧突出的啮合部3c。
锁定臂3随着可动部2的移动而移动。更详细而言,锁定臂3随着杆2c及支撑部2d的前后方向X上的移动而绕旋转轴3d旋转。当手控轴2a从图9所示的倒挡位置RP向第二旋转方向θ2旋转时,连结部2b向第二旋转方向θ2旋转,杆2c及支撑部2d向前侧移动。支撑部 2d的外径随着从前侧朝向后侧而变大,因而当支撑部2d向前侧移动时,与支撑部2d接触的第一部分3a被向上侧抬起,锁定臂3以旋转轴3d为中心从左侧观看逆时针旋转。由此,啮合部3c靠近锁定齿轮G,如图10所示,在齿部Ga彼此之间啮合。即,锁定臂3在泊车位置 PP,与连结于车轴的锁定齿轮G啮合。
此时,视齿部Ga的位置不同,有时啮合部3c与齿部Ga接触,锁定臂3无法旋转至啮合部3c在齿部Ga彼此之间啮合的位置,无法移动至泊车位置PP。即便是这种情况,本实施方式中,支撑部2d也相对于杆2c而在前后方向X上可移动,因此能够允许杆2c移动至泊车位置PP且支撑部2d位于较泊车位置PP更靠后侧的状态。由此,能够抑制手控轴2a的旋转受阻,能够抑制对电动致动器10施加负荷。
而且,在杆2c位于泊车位置PP,且支撑部2d位于较泊车位置PP更靠后侧的状态下,线圈弹簧2g成为经压缩变形的状态。因此,由线圈弹簧2g对支撑部2d施加向前的弹性力。由此,经由支撑部2d,从线圈弹簧2g向锁定臂3施加以旋转轴3d为中心从左侧观看逆时针旋转的朝向的旋转力矩。因此,当锁定齿轮G旋转而齿部Ga的位置偏离时,锁定臂3旋转,啮合部3c在齿部Ga彼此之间啮合。
当手控轴2a从图10所示的泊车位置PP向第一旋转方向θ1旋转时,连结部2b向第一旋转方向θ1旋转,杆2c及支撑部2d向后侧移动。当支撑部2d向后侧移动时,被支撑部2d抬起的第一部分3a因自重或从锁定齿轮G受力而向下侧移动,锁定臂3以旋转轴3d为中心从左侧观看顺时针旋转。由此,啮合部3c远离锁定齿轮G,如图9所示,从齿部Ga彼此之间脱开。即,锁定臂3在非泊车位置、即图9中倒挡位置RP从锁定齿轮G脱开。
这样,本实施方式中,手控轴2a向第一旋转方向θ1旋转时,可动部2从泊车位置PP移动至倒挡位置RP。本实施方式中,电机轴41的旋转方向与输出轴61的旋转方向彼此相同。因此,手控轴2a的旋转方向与电机轴41的旋转方向相同。因此,当利用电动致动器10使可动部2从作为锁定位置的泊车位置PP移动至作为非锁定位置的倒挡位置RP时,电机轴41 向第一旋转方向θ1旋转。
此处,本实施方式中,当使可动部2从泊车位置PP移动至倒挡位置RP时,与使可动部 2在非泊车位置彼此之间、或从非泊车位置移动至泊车位置PP的情况相比,需要更大的输出。这是由以下原因所致。在泊车位置PP,锁定臂3与锁定齿轮G啮合,阻止与车轴连结的锁定齿轮G的旋转。因此,对锁定臂3施加大的负荷,将第一部分3a强烈地按压于支撑部2d。因此,为了使支撑部2d向后侧移动,使可动部2从泊车位置PP移动至倒挡位置RP,需要大的力。
相对于此,如上文所述那样,根据本实施方式,能够增大使电机轴41朝第一旋转方向θ1 旋转时的电动致动器10的输出。因此,能够抑制电动致动器10大型化,并且使手控轴2a向第一旋转方向θ1旋转,使可动部2从泊车位置PP移动至倒挡位置RP。
另一方面,当使可动部2从非泊车位置移动至泊车位置PP时、及使可动部2在非泊车位置间移动时,电机轴41向第二旋转方向θ2旋转。如上所述,当使电机轴41向第二旋转方向θ2旋转时,电动致动器10的输出减小。但是,当使可动部2从非泊车位置移动至泊车位置PP时、及使可动部2在非泊车位置间移动时,使可动部2移动所需要的力相对较小。因此,即便是电动致动器10的输出减小的第二旋转方向θ2,也能够使可动部2移动。
车辆中,从泊车位置PP向倒挡位置RP的切换容易需要特别大的输出。因此,所述效果可在本实施方式的致动器装置1那样的基于换挡操作而驱动的车辆用致动器装置中,特别有用地获得。而且,使可动部2从泊车位置PP移动至倒挡位置RP时,也可减小手控轴2a的转速。因此,如图6所示,能够减小电机轴41的转速N,获得更大的旋转扭矩T。
此外,本实施方式中,将电机轴41的旋转方向、与输出轴61的旋转方向及手控轴2a的旋转方向设为相同方向,但不限于此。电机轴41的旋转方向、与输出轴61的旋转方向及手控轴2a的旋转方向也可互为相反方向。此时,当电机轴41向第一旋转方向θ1旋转,手控轴2a向第二旋转方向θ2旋转时,可动部2从泊车位置PP移动至非泊车位置。
所述致动器装置1是设为基于驾驶员的换挡操作而驱动的线控换挡方式的致动器装置,但不限于此。致动器装置只要为使电动致动器的输出的旋转方向为双向而使用,且必要的电动致动器的输出视旋转方向而不同的致动器装置,则并无特别限定。致动器装置也可为所述实施方式的致动器装置1以外的致动器装置,且在使与锁定齿轮啮合的锁定臂脱开时需要大的力那样的、进行锁定机构的切换的致动器装置。
此外,所述电动致动器及致动器装置中说明的各结构能够在不相互矛盾的范围内适当组合。
Claims (10)
1.一种电动致动器,其特征在于,包括:
电机部,具有在轴向上延伸且双向旋转的电机轴;
减速机构,连结于所述电机轴;
电路基板,与所述电机部电连接;
输出部,具有经由所述减速机构而传递所述电机轴的旋转的输出轴;
传感器磁体,安装于所述电机轴;以及
电机部传感器,检测所述传感器磁体的磁场而检测所述电机轴的旋转,
所述电动致动器的特征在于,
所述电机部具有:固定于所述电机轴的转子磁体,
所述转子磁体及所述传感器磁体,分别沿着所述电机轴的周向而具有多个磁极,
所述转子磁体的磁极与所述传感器磁体的磁极,相互在所述周向上偏离配置。
2.根据权利要求1所述的电动致动器,其特征在于:
所述电机轴具有:将所述传感器磁体相对于所述电机轴在所述周向上定位的第一定位部。
3.根据权利要求2所述的电动致动器,其特征在于,还包括:
传感器磁体固持器,安装于所述电机轴,将所述传感器磁体固定,
所述第一定位部为从所述电机轴的外周面而向径向内侧凹陷的凹部,
所述传感器磁体固持器具有:嵌合于所述凹部的凸部。
4.根据权利要求3所述的电动致动器,其特征在于,
所述凹部在轴向一方侧开口,随着从轴向一方侧朝向轴向他方侧而位于周向一方侧。
5.根据权利要求3所述的电动致动器,其特征在于,
所述传感器磁体固持器具有:将所述传感器磁体相对于所述传感器磁体固持器在所述周向上定位的第二定位部。
6.根据权利要求4所述的电动致动器,其特征在于,
所述传感器磁体固持器具有:将所述传感器磁体相对于所述传感器磁体固持器在所述周向上定位的第二定位部。
7.一种致动器装置,其特征在于,包括:
根据权利要求1所述的电动致动器;
可动部,连结于所述输出轴;
锁定臂,随着所述可动部的移动而移动,
所述电动致动器将所述可动部的位置至少在锁定位置与非锁定位置之间切换,
所述锁定臂在所述锁定位置与锁定齿轮啮合,且在所述非锁定位置从所述锁定齿轮脱开,
当利用所述电动致动器使所述可动部从所述锁定位置移动至所述非锁定位置时,所述电机轴向第一旋转方向旋转,
所述传感器磁体的磁极相对于所述转子磁体的磁极而向所述第一旋转方向侧偏离配置。
8.根据权利要求7所述的致动器装置,其特征在于,
所述致动器装置设于车辆,且基于换挡操作而予以驱动,
所述电动致动器基于所述换挡操作而切换所述可动部的位置,
所述锁定位置是车辆的挡位成为泊车的位置,
所述非锁定位置是车辆的挡位成为泊车以外的位置。
9.一种致动器装置,其特征在于,包括:
根据权利要求6所述的电动致动器;
可动部,连结于所述输出轴;以及
锁定臂,随着所述可动部的移动而移动,
所述电动致动器将所述可动部的位置至少在锁定位置与非锁定位置之间切换,
所述锁定臂在所述锁定位置与锁定齿轮啮合,且在所述非锁定位置从所述锁定齿轮脱开,
当利用所述电动致动器使所述可动部从所述锁定位置移动至所述非锁定位置时,所述电机轴向第一旋转方向旋转,
所述传感器磁体的磁极相对于所述转子磁体的磁极而向所述第一旋转方向侧偏离配置。
10.根据权利要求9所述的致动器装置,其特征在于,
所述致动器装置设于车辆,且基于换挡操作而予以驱动,
所述电动致动器基于所述换挡操作而切换所述可动部的位置,
所述锁定位置是车辆的挡位成为泊车的位置,
所述非锁定位置是车辆的挡位成为泊车以外的位置。
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