CN212985367U - 用于执行器的输出轴的端部定位装置以及执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于执行器的输出轴的端部定位装置，该输出轴包括第一端部和第二端部，所述第一端部被可转动地支承在执行器的盖部件中并从该盖部件伸出以输出扭矩，所述第二端部上附接有磁铁，其中，该端部定位装置包括位于执行器的壳体内的设置有中心孔的座部和与该中心孔过盈配合的套筒，该输出轴的所述第二端部被可转动地定位在所述套筒的通孔内，其中，在所述座部的中心孔底部布置有传感器，所述传感器的至少一部分能经由压装在所述中心孔中的所述套筒的通孔露出，以与接纳在该套筒中的所述第二端部上的磁铁对准，从而允许实时监控所述输出轴的旋转角度和位置。本实用新型还涉及一种包括上述端部定位装置的执行器。

Description

用于执行器的输出轴的端部定位装置以及执行器

技术领域

本实用新型涉及执行器领域，尤其涉及用于例如涡轮增压执行器中的输出轴的端部定位装置以及包括上述端部定位装置的执行器。

背景技术

现在的汽车中，涡轮增压技术被日益大量使用在动力总成中，以提高能效。在涡轮增压发动机中，由排气推动涡轮增压器中的涡轮机，带动使与涡轮机连接的空气压缩机对进气压缩，经压缩的压缩空气经中冷器到达节气门，从而进入发动机汽缸中进行燃烧。例如，装配于涡轮增压器中的执行器(如通用执行器(GPA)等)可被用于控制涡轮增压器的废气旁通阀开关，以维持涡轮增压器中的气压稳定。

应知晓的是，现有的执行器中，电机的动力一般经由三级齿轮传动而被传递到执行器的最终输出轴以输出扭矩并执行输出。通过布置在执行器中的传感器所接收到的传感器信号，能够以闭环控制的方式精确地控制执行器的输出角度和位置。

在实际应用中，取决于传感器的不同型号，与传感器交互的磁铁可被布置在与输出轴一体注塑的扇形齿轮上或者布置在该输出轴的一个端部上。针对磁铁布置在扇形齿轮上的情况，例如中国专利申请CN106089408A中提到了一种涡轮增压电子执行器，该执行器中包括输出轴，该输出轴上设置有与其注塑成一体的扇形齿轮，扇形齿轮上布置有磁铁，该磁铁与PCBA电路板上的传感器交互。另外，在中国专利申请CN207647608U中也提及了一种涡轮增压电动执行器，其中，扇形齿轮上布置有磁钢，该磁钢与磁阻传感器的位置对应。

然而，针对磁铁被布置在输出轴的一个端部上的情况，现有执行器中，由于受限于传感器的结构形式，常常为了适应传感器的安装布置而将输出轴的附接有磁铁的一端保持悬空状态，以一方面满足传感器的安装需求且另一方面确保磁铁与传感器的对准布置。这种情况下，由于执行器的输出轴仅靠一端定位，导致整个输出轴的定位变得不可靠，同时还存在对传感器和磁铁布置的特定的结构和空间需求。

因此，需要提出一种针对上述后一种情况的用于执行器的输出轴的可靠的定位装置，使得一方面实现输出轴的两端可靠定位，且同时还能兼顾传感器的安装布置。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种允许实现执行器的输出轴的两端可靠定位的端部固定装置以及相应的安装方法，从而使得能够克服现有技术中的上述或其它缺点。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种用于执行器的输出轴的端部定位装置，该输出轴包括第一端部和第二端部，所述第一端部被可转动地支承在执行器的盖部件中并从该盖部件伸出以输出扭矩，所述第二端部上附接有磁铁，其中，该端部定位装置包括位于执行器的壳体内的设置有中心孔的座部和与该中心孔过盈配合的套筒，该输出轴的所述第二端部被可转动地定位在所述套筒的通孔内，其中，在所述座部的中心孔底部布置有传感器，所述传感器的至少一部分经由接纳在所述中心孔中的所述套筒的通孔露出，以与接纳在该套筒中的所述第二端部上的磁铁对准，从而允许实时监控所述输出轴的旋转角度和位置。

有利地，在所述座部的中心孔的内壁上设置有轴向止挡部，以在装配所述套筒时提供针对所述套筒的轴向止位。

有利地，所述座部被设计为在垂直于所述输出轴的轴向的方向上的横截面为C形，所述套筒包括柱形本体和从柱形本体沿径向向外突伸的加强结构，该加强结构在所述柱形本体过盈配合在所述中心孔中时从所述C形的开口处突伸出来。

有利地，所述加强结构为呈长方体立柱形式的加强筋。

有利地，所述加强结构为呈H形立柱形式的加强筋。

根据本实用新型的第二方面，提出了一种执行器，该执行器包括壳体、与壳体结合的盖部件、布置在壳体内的电机以及输出轴，其中，所述执行器的壳体内形成有上述的用于执行器的输出轴的端部定位装置。

有利地，所述磁铁通过粘合剂粘接在所述输出轴的第二端部上。

有利地，所述输出轴的所述第二端部的端面上设置有环形沟槽，以允许存储在粘接磁铁的过程中溢出的粘合剂。

有利地，所述输出轴的所述第二端部设置有以一深度凹入的容腔，该容腔用于关于所述输出轴同心地接纳所述磁铁，所述容腔与所述磁铁之间的周向间隙允许存储在粘接磁铁过程中溢出的粘合剂。

有利地，在所述输出轴的中间位置处设置有滚花部，所述输出轴在所述滚花部的位置处与一扇形齿轮一体注塑，该扇形齿轮用于与传动机构接合而将所述电机的动力传递到所述输出轴。

在采用根据本实用新型的端部定位装置实施对执行器、特别是涡轮增压执行器的输出轴的两端固定时，能够兼顾传感器的安装和输出轴的可靠定位这两个方面。

附图说明

通过以下参照附图的描述，本实用新型的上述和其它特征和优点将变得更加容易理解，其中：

图1示出了布置在执行器的壳体内的根据本实用新型的用于执行器的输出轴的端部定位装置的示意性立体图；

图2和图3分别以立体图和俯视图示出了布置在执行器的壳体内的该端部定位装置的座部，其中，在该座部的中心孔内布置有传感器；

图4以俯视图示出了布置在执行器的壳体内的根据本实用新型的端部定位装置，除了上述座部外，该端部定位装置还包括过盈配合在座部的中心孔内的套筒；

图5(a)和图5(b)分别示出了根据本实用新型的端部定位装置的套筒的两种结构形式；

图6(a)示出了执行器的输出轴的一种结构形式；

图6(b)示出了磁铁布置在图6(a)所示的输出轴上的结构示意图；

图7(a)示出了执行器的输出轴的另一种结构形式；以及

图7(b)示出了磁铁布置在图7(a)中所示的输出轴上的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步详细地说明本实用新型。在以下描述中可能使用的关于方位的说明，比如“上”、“下”、“内”、“外”、“径向”、“轴向”等，除非具有明确说明，仅为了方便描述，而无欲对本实用新型的技术方案形成任何限定。另外，在下文中还使用了例如“第一”、“第二”等术语来描述本申请的元件，这些术语仅用于区分各个元件，而无欲限制这些元件的本质、序列、顺序或数目。

现有的执行器、尤其是用于涡轮增压器中的执行器，通常包括壳体、与该壳体结合的盖部件、布置在壳体内的电机以及传动装置、以及输出轴。经由传动装置，允许以将电机的动力传递至执行器的最终输出轴以执行输出。如在背景技术中所提及的，针对执行器的输出轴的定位这个方面，尤其是在磁铁直接布置在输出轴的一端的情况下，现有的输出轴的安装定位方法存在定位不可靠等问题。因此，本实用新型针对这一技术问题，提出了一种用于执行器的输出轴的端部定位装置，以实现对输出轴的可靠定位，同时还能满足与磁铁交互的传感器的安装布置。

图1示出了根据本实用新型的布置在执行器的壳体5内的端部定位装置1，该端部定位装置1包括位于执行器的壳体5内的设置有中心孔4的座部2和与该中心孔4过盈配合的套筒3。一般地，输出轴6的第一端部(即图1中所示的上端)通过例如滚针轴承被可转动地支承在执行器的盖部件(图中未示出)中并从该盖部件伸出以输出扭矩，而附接有磁铁9的输出轴6的第二端部(即图1中所示的下端)被可转动地接纳在所述套筒3的通孔内。如此，输出轴6被定位成能够在套筒和滚针轴承内自由转动但被径向限位，另外大体上通过盖部件被轴向限位，但允许该输出轴在轴向上存在少量的轴向窜动量。

参见图2，在座部2的中心孔4底部布置有传感器10，该传感器能经由压装在所述中心孔4中的所述套筒3的通孔露出，以与接纳在该套筒3中的所述第二端部上的磁铁9对准，从而允许实时监控所述输出轴6的旋转角度和位置。有利地，座部2在所述中心孔4的内壁上设置有轴向止挡部16，以在压装所述套筒3时提供针对所述套筒3的轴向止位，以避免压装的套筒与布置在中心孔底部的传感器发生干涉。该轴向止挡部可设计为自所述中心孔的内壁径向向内且沿轴向向上延伸的突出部形式(参见图2)。当然，其它形式的轴向止挡部也是可行的，只要能够实现上述的轴向止位功能。

为了清楚性，在图2和3中均未示出与座部压装配合的套筒，以更好地显示传感器10在座部2的中心孔4内的布置情况。由图2和3中可以看出，根据本实用新型的具体实施例中所涉及的传感器10可包括第一部分11和第二部分12，其中第一部分11用作与磁铁9发生交互的感应部分。为了适应该结构形式的传感器10，座部2被设计为在垂直于输出轴的轴向的方向上的横截面为C形，使得传感器10的与磁铁9发生交互的第一部分11被布置在中心孔4的底部，而该传感器10的第二部分12则布置在座部的外侧，且两个部分之间通过引线彼此连接，该引线能经由C形的开口从传感器10的第一部分11延伸到第二部分12(尤其参见图3)。

应了解的是，在将套筒过盈压装在上述具有C形截面的座部内时通常会产生200N左右的预紧力。然而，由于C形的开口的存在，具有普通结构形式的套筒在被压装时会受到挤压而朝C形的开口方向变形，导致压装后的套筒的内孔直径，圆度等不合格。为此，本实用新型有利地提出了一种适于与上述具有C形截面的座部压装配合的异形套筒。

尤其参见图5(a)和5(b)，过盈压装在座部2内的套筒3包括柱形本体7和从柱形本体7沿径向向外突伸的加强结构8，该加强结构在所述柱形本体7被压配合在中心孔中时从所述C形的开口处突伸出来(参见图1)。该加强结构8优选地呈长方体立柱形式的加强筋(见图5(a))、或者呈H形立柱形式的加强筋(见图5(b))。由于该种加强筋的存在，可以有效抵抗套筒在C形的开口处的变形，进而保证了套筒的内孔尺寸的合格。应理解的是，其它形式的加强结构也是可行的，只要能够确保实现上述抵抗变形应力的功能。

应知晓的是，磁铁9能以多种不同的方式被附接在输出轴6的第二端部上。采用粘合剂(如粘胶等)将磁铁粘接在输出轴的第二端部的端面上时，为了避免粘胶溢出到产线夹具或其它零件上，如图6(a)所示，在输出轴的第二端面上可设置有环形沟槽13，如此使得能够存储在如图6(b)所示地粘接磁铁时溢出的粘合剂。

替代性地，如图7(a)和7(b)所示，在输出轴6的所述第二端部上可设置有以一深度凹入的容腔14来代替上述环形沟槽13，一方面，该容腔14可用于关于所述输出轴6同心地接纳所述磁铁9，而另一方面，所述容腔与所述磁铁之间的周向的装配间隙允许存储在粘接磁铁过程中溢出的粘合剂。如此，仅利用一个容腔，除了能够实现储胶功能以外，还能够保证磁铁和输出轴的同心度。

由图6(a)和7(a)中可见，在输出轴6的中间部位设置有滚花部15，所述输出轴6在所述滚花部15的位置处与一扇形齿轮(图中未示出)一体注塑，该扇形齿轮能通过与其它齿轮传动机构啮合传动(例如共同形成为三级齿轮传动机构)而将执行器中的电机的动力传递到该最终的输出轴，并且利用该输出轴的伸出到盖部件之外的第一端部输出扭矩，以执行相应的输出功能。

通过这种端部定位装置实施的输出轴的安装方法，主要包括如下步骤：

-将所述输出轴的第一端部例如通过一滚针轴承可转动地支承在执行器的盖部件中并使该第一端部从该盖部件中伸出以输出扭矩；和

-将所述输出轴的附接有磁铁的、与所述第一端部相对的第二端部定位在本实用新型的端部定位装置的套筒内，使得所述输出轴的第二端部能在所述套筒内自由转动但在径向上被限位。

进一步地，将所述第二端部定位在所述套筒内还包括如下子步骤：

-将传感器安装在所述座部的中心孔底部；

-将所述套筒过盈配合至所述中心孔内，直至该套筒在轴向上抵靠所述中心孔内的轴向止挡部；以及

-将所述输出轴的第二端部可转动地接纳在所述套筒的通孔内，以使得所述第二端部上的磁铁被定位成与所述传感器对准，从而允许实时监控所述输出轴的旋转角度和位置。

通过采用根据本实用新型的端部定位装置实施对执行器的输出轴的端部定位时，能够兼顾传感器的安装和输出轴的两端可靠定位这两个方面，从而克服了现有技术中存在的问题或缺点。

应当指出，上面说明的实施例仅应被视为示例性的，本实用新型不限于这些实施例。通过考虑本说明书的内容，本领域技术人员可在不偏离本实用新型的范围或精神的情况下做出多种改变和变型。本实用新型的真实范围由所附权利要求以及等同方案限定。

Claims (10)

1.一种用于执行器的输出轴的端部定位装置(1)，该输出轴(6)包括第一端部和第二端部，所述第一端部被可转动地支承在执行器的盖部件中并从该盖部件伸出以输出扭矩，所述第二端部上附接有磁铁(9)，其特征在于，该端部定位装置(1)包括位于执行器的壳体内的设置有中心孔(4)的座部(2)和与该中心孔(4)过盈配合的套筒(3)，该输出轴(6)的所述第二端部被可转动地定位在所述套筒(3)的通孔内，其中，在所述座部(2)的中心孔(4)底部布置有传感器(10)，所述传感器的至少一部分经由接纳在所述中心孔中的所述套筒的通孔露出，以与接纳在该套筒(3)中的所述第二端部上的磁铁(9)对准，从而允许实时监控所述输出轴(6)的旋转角度和位置。

2.根据权利要求1所述的端部定位装置(1)，其特征在于，在所述座部(2)的中心孔(4)的内壁上设置有轴向止挡部(16)，以在装配所述套筒(3)时提供针对所述套筒(3)的轴向止位。

3.根据权利要求2所述的端部定位装置(1)，其特征在于，所述座部(2)被设计为在垂直于所述输出轴的轴向的方向上的横截面为C形，所述套筒(3)包括柱形本体(7)和从柱形本体(7)沿径向向外突伸的加强结构(8)，该加强结构(8)在所述柱形本体(7)过盈配合在所述中心孔中时从所述C形的开口处突伸出来。

4.根据权利要求3所述的端部定位装置，其特征在于，所述加强结构(8)为呈长方体立柱形式的加强筋。

5.根据权利要求3所述的端部定位装置，其特征在于，所述加强结构(8)为呈H形立柱形式的加强筋。

6.一种执行器，该执行器包括壳体、与壳体结合的盖部件、布置在壳体内的电机以及输出轴，其特征在于，所述执行器的壳体内形成有根据权利要求1至5中任一项所述的用于执行器的输出轴的端部定位装置(1)。

7.根据权利要求6所述的执行器，其特征在于，所述磁铁(9)通过粘合剂粘接在所述输出轴(6)的第二端部上。

8.根据权利要求7所述的执行器，其特征在于，所述输出轴(6)的所述第二端部的端面上设置有环形沟槽(13)，以允许存储在粘接磁铁的过程中溢出的粘合剂。

9.根据权利要求7所述的执行器，其特征在于，所述输出轴(6)的所述第二端部设置有以一深度凹入的容腔(14)，该容腔用于关于所述输出轴(6)同心地接纳所述磁铁(9)，所述容腔(14)与所述磁铁(9)之间的周向间隙允许存储在粘接磁铁过程中溢出的粘合剂。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的执行器，其特征在于，在所述输出轴(6)的中间位置处设置有滚花部(15)，所述输出轴(6)在所述滚花部(15)的位置处与一扇形齿轮一体注塑，该扇形齿轮用于与传动机构接合而将所述电机的动力传递到所述输出轴(6)。

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