CN220043151U - 电动致动器 - Google Patents

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CN220043151U CN202320284167.XU CN202320284167U CN220043151U CN 220043151 U CN220043151 U CN 220043151U CN 202320284167 U CN202320284167 U CN 202320284167U CN 220043151 U CN220043151 U CN 220043151U
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motor shaft
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佐藤伦纪
白井宽
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Abstract

一种能够从电动致动器的外部用手动容易地使输出轴旋转的电动致动器,包括:马达部,其具有能够以中心轴线为中心旋转的马达轴;传递机构,其与马达轴的轴向另一侧连结;输出轴,其沿马达轴的轴向延伸,经由传递机构传递有马达轴的旋转;以及壳体,其将马达部、传递机构及输出轴收纳于内部。马达轴是中空轴。输出轴的至少一部分位于马达轴的内部。在马达轴的外周面的一部分设有具有多个第一齿部的齿轮部。壳体具有在与轴向正交的第一方向上贯通的插入孔。从第一方向观察时,齿轮部的与轴向和第一方向这两者正交的第二方向的一侧的端部与插入孔重叠。具有能够与多个第一齿部啮合的多个第二齿部的马达旋转夹具能够通过插入孔插入到壳体的内部。

Description

电动致动器
技术领域
本实用新型涉及电动致动器。
背景技术
已知有具备马达、与马达连结的减速机构、经由减速机构传递有马达的旋转的输出部的致动器。例如,在专利文献1中,公开了经由减速机构将马达部的驱动力传递到输出部的输出轴的结构的电动致动器。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2019-118195号公报
上述电动致动器的结构为,马达收纳在壳体的内部,仅输出轴露出到壳体的外部。因此,在电动致动器发生故障的情况下,为了从电动致动器的外部手动地使输出轴旋转,需要使输出轴自身旋转。但是,在经由减速比大的传递机构将输出轴与马达连接的情况下,用于使输出轴旋转的旋转转矩大,存在难以手动使输出轴自身旋转的问题。
实用新型内容
本实用新型鉴于上述情况,其目的之一在于提供一种能够从电动致动器的外部用手动容易地使输出轴旋转的电动致动器。
本实用新型的电动致动器的一个方式包括:马达部,其具有能够以中心轴线为中心旋转的马达轴;传递机构,其与所述马达轴的轴向另一侧连结;输出轴,其沿所述马达轴的轴向延伸,经由所述传递机构传递有所述马达轴的旋转;以及壳体,其将所述马达部、所述传递机构及所述输出轴收纳于内部。所述马达轴为中空轴。所述输出轴的至少一部分位于所述马达轴的内部。在所述马达轴的外周面的一部分设置有齿轮部,该齿轮部具有沿周向排列的多个第一齿部。所述壳体具有在与轴向正交的第一方向上贯通所述壳体的插入孔。从所述第一方向观察,所述齿轮部的与轴向和所述第一方向这两者正交的第二方向的一侧的端部与所述插入孔重叠。具有能够与所述多个第一齿部啮合的多个第二齿部的马达旋转夹具能够通过所述插入孔插入到所述壳体的内部。
优选地,所述插入孔具有沿所述第一方向延伸的平面状的引导面,所述引导面是位于所述第二方向的一侧的面,且与所述第二方向正交。
优选地,所述插入孔的轴向一侧的端部位于比所述齿轮部的轴向一侧的端部靠轴向一侧的位置。
优选地,所述传递机构是减速机构。
优选地,所述马达部具有:转子,其具有所述马达轴和固定于所述马达轴的外周面的转子芯,并能够以所述中心轴线为中心旋转;以及定子,其具有多个线圈,隔着间隙与所述转子在径向上对置,所述转子芯及所述定子配置在比所述插入孔的轴向一侧的端部靠轴向一侧的位置。
优选地,在轴向上,所述齿轮部设置在所述传递机构与所述转子芯之间。
根据本实用新型的一个方式,在电动致动器中,能够容易地从电动致动器的外部用手动使输出轴旋转。
附图说明
图1是示出一实施方式的电动致动器的立体图。
图2是示出一实施方式的电动致动器的剖视图。
图3是示出一实施方式的插入孔和齿轮部的图2中的III-II剖视图。
图4是示出一实施方式的马达旋转夹具的立体图。
图5是示出一实施方式的手动旋转方法中的顺序的一部分的侧视图。
图6是示出一实施方式的手动旋转方法中的顺序的另一部分的侧视图。
图7是示出一实施方式的手动旋转方法中的顺序的一部分的剖视图。
图8是示出一实施方式的手动旋转方法中的顺序的另一部分的剖视图。
(符号说明)
1…电动致动器;10…壳体;13h…插入孔;13i…引导面;20…马达部;21…马达轴;21d…齿轮部;21e…第一齿部;22…转子;22a…转子芯;23…定子;23b…线圈;30…传递机构;41…输出轴;91…马达旋转夹具;91d…第二齿部;D1…第一方向;D2…第二方向;J1…中心轴线。
具体实施方式
以下,参照附图对本实用新型的实施方式的电动致动器进行说明。另外,本实用新型的范围不限定于以下的实施方式,可以在本实用新型的技术思想的范围内任意变更。另外,在以下的附图中,为了容易理解各结构,有时使各结构中的比例尺、数量等与实际的结构不同。
在各图中,Z轴方向是以正侧为上侧、以负侧为下侧的上下方向。各图中适当示出的中心轴线J1的轴向与Z轴方向、即上下方向平行。在以下的说明中,将与中心轴线J1的轴向平行的方向简称为“轴向”。另外,将以中心轴线J1为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线J1为中心的周向简称为“周向”。
在本实施方式中,上侧相当于轴向一侧,下侧相当于轴向另一侧。另外,上侧和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以是由这些名称示出的配置关系等以外的配置关系等。
周向在各图中由箭头θ示出。将周向中箭头θ所朝向的一侧称为“周向一侧”。将周向中与箭头θ所朝向的一侧相反的一侧称为“周向另一侧”。周向一侧是从上方观察时绕中心轴线J1顺时针前进的一侧。周向另一侧是从上侧观察时绕中心轴线J1逆时针前进的一侧。
图1所示的本实施方式的电动致动器1例如是搭载于车辆的电动致动器。更详细地说,搭载于基于车辆的驾驶者的换挡操作而被驱动的线控停车方式的致动器装置。如图2所示,电动致动器1具备:壳体10、盖部件80、具有能够以中心轴线J1为中心旋转的马达轴21的马达部20、第一轴承53、第二轴承51、第三轴承52、传递机构30、输出轴41、磁传感器63、电路板70、汇流条保持器140和汇流条150。
壳体10收纳马达部20、传递机构30、输出轴41、磁传感器63、电路板70、汇流条保持器140以及汇流条150。壳体10具有向上侧开口的开口部。壳体10形成为包围中心轴线J1的筒状。壳体10具有基板收纳部13a、壳体筒部13b、输出部收纳部13c、轴承保持部13d和侧壁部13g。
基板收纳部13a是收纳电路板70和汇流条保持器140的部分。如图1所示,基板收纳部13a呈沿轴向延伸的方筒状。从轴向观察,基板收纳部13a为大致长方形状。沿轴向观察时,基板收纳部13a的外周边中的比其他两个外周边长的两个长边沿第一方向D1延伸。第一方向D1是与轴向正交的方向。当沿轴向观察时,基板收纳部13a的外周边中比两个外周边短的两个短边沿第二方向D2延伸。第二方向D2是与轴向和第一方向D1两者正交的方向。如图2所示,基板收纳部13a在上侧具有开口部10a。基板收纳部13a构成在壳体10的上侧部分的径向内侧。基板收纳部13a的底面是支撑并固定电路板70和汇流条保持器140的支撑面12。支撑面12朝向上侧。
在各图中,适当地示出第一方向D1和第二方向D2。在以下的说明中,将各图所示的第一方向D1的箭头所朝向的一侧(+D1侧)称为“第一方向D1的一侧”。将第一方向D1的箭头所朝向的一侧的相反侧(-D1侧)称为“第一方向D1的另一侧”。将第二方向D2的箭头所朝向的一侧(+D2侧)称为“第二方向D2的一侧”。将第二方向D2的箭头所朝向的一侧的相反侧(-D2侧)称为“第二方向D2的另一侧”。
如图2所示,壳体筒部13b是以中心轴线J1为中心沿轴向延伸的圆筒状。壳体筒部13b包围马达部20的径向外侧。输出部收纳部13c是收纳后述的输出部46的部分。轴承保持部13d保持第二轴承51。轴承保持部13d以中心轴线J1为中心从壳体10的下端部向上侧延伸。在壳体筒部13b上设有后述的插入孔13h。在壳体筒部13b的内周面设置有朝向轴向上侧的台阶面11。
如图1所示,侧壁部13g具有从基板收纳部13a中的位于第一方向D1的另一侧(-D侧)的部分的下端向下侧突出的大致长方体状。侧壁部13g的径向内侧的部分与壳体筒部13b的外周面相连。如图2所示,在轴向上,侧壁部13g的下端位于比壳体筒部13b的下端靠上侧的位置。在侧壁部13g上设有插入孔13h。
插入孔13h是在第一方向D1上贯通侧壁部13g和壳体筒部13b的孔。即,壳体10具有沿第一方向D1贯通壳体10的插入孔13h。壳体10的内部经由插入孔13h与电动致动器1的外部连接。如图5所示,从第一方向D1观察,插入孔13h为大致长方形。插入孔13h的详细结构将在后面进行说明。如图1和图2所示,插入孔13h由罩90封闭。
如图1所示,罩90设置在侧壁部13g的外侧面。在本实施方式中,罩90为橡胶制。如图2所示,罩90具有罩头部90a和罩突出部90b。罩头部90a为大致长方形的板状。罩头部90a的板面朝向第一方向D1。罩头部90a的朝向第一方向D1的一侧(+D1侧)的面与侧壁部13的外侧面接触。罩突出部90b具有从罩头部90a向第一方向D1的一侧(+D1侧)突出的四棱柱形状。罩突出部90b配置在插入孔13h的内部。罩突出部90b的外侧面与插入孔13h的内侧面接触。在本实施方式中,罩90能够从侧壁部13g拆卸。
如图2所示,盖部件80覆盖壳体10的开口部10a,并固定于壳体10。如图1所示,从轴向观察,盖部件80为大致长方形状。从轴向观察,盖部件80的两个外周边与第一方向D1大致平行地延伸。从轴向观察,盖部件80的其他两个外周边与第二方向D2大致平行地延伸。如图2所示,盖部件80具有覆盖开口部10a的板状的盖主体81和从盖主体81向下侧延伸的垂下部83。垂下部83设置成沿轴向延伸的方筒状。盖部件80和壳体10通过沿轴向贯通盖部件80的多个螺栓紧固。盖部件80具有轴承保持部16b。轴承保持部16b保持第一轴承53。轴承保持部16b以中心轴线J1为中心向下侧突出。
马达部20的中心轴线为中心轴线J1。如图2所示,马达部20具有转子22和定子23。转子22包括马达轴21、转子芯22a和磁体40。转子22能够以中心轴线J1为中心旋转。
马达轴21具有第一轴部21a、第二轴部21b、齿轮轴部21f、第三轴部21c和贯穿孔25。第一轴部21a沿轴向延伸并位于马达轴21的上侧。第二轴部21b从第一轴部21a的下端向下侧延伸。在轴向上,第二轴部21b位于转子芯22a与第三轴承52之间。第二轴部21b的外径比第一轴部21a的外径大。
齿轮轴部21f从第二轴部21b的下端向下侧延伸。如图3所示,在齿轮轴部21f的外周面设有齿轮部21d。即,在马达轴21的外周面的一部分设置有齿轮部21d。另外,在轴向上,齿轮部21d设置在传递机构30与转子芯22a之间。齿轮部21d与定子23相比配置在下侧。齿轮部21d的外径比第二轴部21b的外径大。齿轮部21d具有沿周向排列的多个第一齿部21e。多个第一齿部21e设置在齿轮轴部21f的外周面上。
第三轴部21c从齿轮轴部21f的下端向下侧延伸。第三轴部21c是以相对于中心轴线J1偏心的偏心轴线J2为中心的偏心轴部。第三轴部21c的外径比齿轮部21d的外径大。偏心轴线J2与中心轴线J1平行。贯穿孔25以中心轴线J1为中心延伸。因此,第一轴部21a、第二轴部21b以及齿轮轴部21f是以中心轴线J1为中心延伸的圆筒状。第三轴部21c具有沿轴向凹陷的凹陷部26。凹陷部26以偏心轴线J2为中心延伸。因此,第三轴部21c是以偏心轴线J2为中心延伸的圆筒状。凹陷部26的上侧与贯穿孔25的下侧连接。即,马达轴21是内部中空的中空轴。马达轴21的第三轴部21c被第三轴承52支撑为能够绕偏心轴线J2旋转。
马达轴21的旋转经由传递机构30传递到输出轴41。输出轴41沿轴向延伸。输出轴41具有轴部41a和连结部42。轴部41a位于上侧,连结部42位于下侧。轴部41a是以中心轴线J1为中心延伸的圆柱状。轴部41a的上侧穿过马达轴21的贯穿孔25。即,输出轴41的至少一部分位于马达轴21的内部。轴部41a的上侧端部向马达轴21的上侧突出。向马达轴21的上侧突出的轴部41a的上侧端部被第一轴承53支撑为能够绕中心轴线J1旋转。输出轴41的上侧端部经由第一轴承53支撑于盖部件80。
连结部42的下侧端部向马达轴21的下侧突出。向马达轴21的下侧突出的连结部42的下侧端部被第二轴承51支撑为能够绕中心轴线J1旋转。马达轴21的下侧端部经由第二轴承51支撑于壳体10。输出轴41的轴向端部被第一轴承53及第二轴承51支撑为能够绕中心轴线J1旋转。因此,输出轴41的轴部41a穿过贯穿孔25的马达轴21被轴部41a支撑为能够绕中心轴线J1旋转。连结部42的上侧被插入马达轴21的凹陷部26。
第一轴承53、第二轴承51及第三轴承52分别是具有内圈和位于内圈的径向外侧的外圈的滚动轴承。在本实施方式中,第一轴承53、第二轴承51及第三轴承52例如是内圈和外圈经由多个滚珠连结的滚珠轴承。
连结部42具有以中心轴线J1为中心延伸的圆筒状的筒部44。在筒部44的内周面设置有连结凹部45。连结凹部45从输出轴41的下侧的端部向上侧凹陷。连结凹部45在沿轴向观察时是以中心轴线J1为中心的大致圆形。在连结凹部45的内周面,沿周向设有多个花键槽。在连结凹部45中插入并连结有接受电动致动器1的驱动力的输出的其他部件。其他部件例如是车辆中的手动轴。电动致动器1基于驾驶者的换挡操作来驱动手动轴,切换车辆的齿轮。
连结部42具有向上侧凹陷的连结凹部45,由此与连结部42为向下侧突出的轴状的情况相比,能够缩短输出轴41的轴向的长度。因此,能够缩短电动致动器1的轴向长度而实现小型化。第一轴承53由设置在壳体10上的轴承保持部16b保持,第二轴承51由设置在壳体10上的轴承保持部13d保持,由此能够提高输出轴41相对于中心轴线J1的同轴度。
转子芯22a固定在马达轴21的外周面上。更详细而言,转子芯22a固定于第一轴部21a的外周面。磁体40固定在转子芯22a的径向外侧。磁体40在周向上隔开间隔地配置有多个。
定子23位于转子22的径向外侧。更详细地说,定子23与转子22隔着间隙在径向上对置。定子23具有定子芯23a、多个线圈23b和绝缘体29。定子芯23a呈包围转子22的径向外侧的圆环状。定子芯23a的芯外周面24a固定于壳体筒部13b的内侧面14。壳体10的内侧面14从径向外侧包围定子23。定子芯23a的朝向下侧的面的外缘部与壳体筒部13b的台阶面11接触。由此,确定定子23的轴向位置。多个线圈23b经由绝缘体29安装在定子芯23a的未图示的齿上。
汇流条保持器140配置在转子22的上侧。汇流条保持器140配置在马达部20的上侧。汇流条保持器140为圆环板状。汇流条保持器140具有保持器主体148和螺母部件143。保持器主体148由具有绝缘性的树脂材料构成。汇流条保持器140的保持器主体148具有比后述的筒状部141向径向外侧扩展的凸缘部140f。汇流条保持器140的凸缘部140f从上侧与壳体10的支撑面12接触。支撑面12位于内侧面14的上侧。支撑面12朝向上侧。
螺母部件143呈沿轴向延伸的圆筒状。在螺母部件143上设有沿轴向贯通的螺纹孔143a。螺母部件143以沿着轴向的姿势埋入保持器主体148的凸缘部140f。螺母部件143向汇流条保持器140的上侧突出。螺母部件143的上侧的端面143f与电路板70的下侧接触。螺母部件143的下侧的端面143g与支撑面12接触。由此,汇流条保持器140在轴向上被夹持在电路板70与支撑面12之间。
在支撑面12上,在与螺母部件143的螺纹孔143a在轴向上连通的位置设有定位孔12a。定位孔12a在支撑面12中向上侧开口。
汇流条保持器140具有向下侧延伸的筒状部141。筒状部141位于定子23的比绝缘体29靠径向外侧处。筒状部141包围定子23的绝缘体29。筒状部141位于定子23的比芯外周面24a靠径向内侧处。筒状部141的下侧的端部与定子23的上侧接触。由此,确定定子23的轴向位置。
保持器主体148保持磁传感器63、导电线64和多个汇流条150。在本实施方式中,保持器主体148、磁传感器63、导电线64、螺母部件143和多个汇流条150是通过树脂成形而一体化的成形体。更详细地说,汇流条保持器140通过将磁传感器63、导电线64、螺母部件143和汇流条150作为插入部件的插入成形来制作。
磁传感器63能够检测磁体40的磁场。磁传感器63例如是霍尔元件。磁传感器63由汇流条保持器140的磁传感器保持部145保持。磁传感器保持部145设置在汇流条保持器140的下表面。磁传感器保持部145从汇流条保持器140的下表面向上侧凹陷。磁传感器63通过被插入到磁传感器保持部145而被固定于汇流条保持器140。磁传感器63隔着间隙与磁体相对地配置在磁体的上侧。磁传感器63在周向上隔开间隔配置有三个。磁传感器63彼此的周向间隔与磁极的周向间隔相同。磁传感器63通过检测磁体40的磁场来检测磁体40的旋转位置,从而检测马达轴21的旋转。
导电线64的一端与磁传感器63电连接。导电线64可以是从磁传感器63延伸的端子,也可以是一端侧与磁传感器63连接的汇流条。导电线64从汇流条保持器140的内部贯通汇流条保持器140,另一端侧通过锡焊、焊接、压入等连接方法与电路板70电连接。
汇流条150的一端与定子23电连接。汇流条150的另一端与电路板70电连接。
电路板70配置在汇流条保持器140的上侧。电路板70是在与轴向正交的平面上扩展的板状。电路板70收纳在壳体10中。更详细地说,电路板70收纳在基板收纳部13a内。电路板70是与马达部20电连接的基板。电路板70例如控制向马达部20提供的电流。在电路板70上例如搭载有逆变器电路。电路板70经由汇流条150与马达部20电连接。
在电路板70上设置有沿轴向贯通的固定孔70a。电路板70通过定位螺钉144固定到汇流条保持器140。汇流条保持器140和电路板70在沿轴向观察时与定位孔12a重叠的位置从上侧通过定位螺钉144连接。定位螺钉144例如设置有四个。定位螺钉144一体地具有头部144a、从头部144a向下侧延伸的螺纹部144b、位于螺纹部144b的前端的定位销部144c。定位螺钉144从上侧穿过固定孔70a而紧固在螺纹孔143a中。被螺钉固定的电路板70隔开间隙地配置在汇流条保持器140的上侧。电路板70与汇流条保持器140之间的间隙的尺寸是螺母部件143向汇流条保持器140的上侧突出的尺寸。
另外,定位螺钉144的定位销部144c比螺母部件143的下侧的端面143g更向下侧突出,并插入定位孔12a中。由此,电路板70和汇流条保持器140向周向的移动被限制。
由定位螺钉144紧固的电路板70和汇流条保持器140在轴向上被夹在垂下部83的下端面与支撑面12之间。由此,电路板70及汇流条保持器140在轴向上被固定。
传递机构30在马达部20的下侧与转子22连接。传递机构30是对转子22的动力进行减速的减速机构。传递机构30配置在马达轴21的第三轴部21c的径向外侧和输出轴41的连结部42的径向外侧。传递机构30配置在马达部20的下侧。传递机构30具有外齿齿轮31、内齿齿轮32、输出部46和多个突出部43。
外齿齿轮31是以第三轴部21c的偏心轴线J2为中心沿偏心轴线J2的径向扩展的圆环板状。在外齿齿轮31的径向外侧面设有外齿齿轮部。外齿齿轮部具有沿着外齿齿轮31的外周排列的多个齿部。
外齿齿轮31与马达轴21连结。更详细地说,外齿齿轮31经由第三轴承52与马达轴21的第三轴部21c连结。即,传递机构30与马达轴21的下侧连结。外齿齿轮31从径向外侧与第三轴承52的外圈嵌合。第三轴部21c从径向外侧与第三轴承52的内圈嵌合。由此,第三轴承52将马达轴21和外齿齿轮31以能够绕偏心轴线J2相对旋转的方式连结。
在本实施方式中,外齿齿轮31具有多个孔部31a。孔部31a沿轴向贯穿外齿齿轮31。多个孔部31a沿着以偏心轴线J2为中心的周向在整周上等间隔地配置。孔部31a在轴向上看为圆形。孔部31a的内径比突出部43的外径大。另外,孔部31a也可以是具有底部的孔。
内齿齿轮32位于外齿齿轮31的径向外侧,呈包围外齿齿轮31的环状。内齿齿轮32呈以中心轴线J1为中心的圆环状。内齿齿轮32的径向外缘部配置并固定在台阶部13e上,该台阶部13e设置在壳体筒部13b的内周面上且向径向内侧凹陷。由此,传递机构30被保持于壳体10。内齿齿轮32与外齿齿轮31啮合。在内齿齿轮32的径向内侧面设置有内齿齿轮部。内齿齿轮部具有沿着内齿齿轮32的内周排列的多个齿部。在本实施方式中,内齿齿轮部仅在周向的一部分与外齿齿轮31的外齿齿轮部啮合。
输出部46是以中心轴线J1为中心沿径向扩展的圆环板状。输出部46位于外齿齿轮31的下侧。输出部46固定于输出轴41的连结部42的外周面。
多个突出部43例如通过焊接固定在输出部46上。多个突出部43从输出部46向上侧突出。突出部43为圆柱状。多个突出部43沿着以中心轴线J1为中心的周向在整周上等间隔地配置。突出部43的数量例如为八个。多个突出部43分别插入到多个孔部31a中。突出部43的外周面与孔部31a的内周面内接。由此,多个突出部43经由孔部31a的内侧面以能够绕中心轴线J1摆动的方式支撑外齿齿轮31。在本实施方式中,孔部31a和突出部43在沿径向观察时与第三轴承52和第三轴部21c重叠。
当马达轴21绕中心轴线J1旋转时,作为偏心轴部的第三轴部21c以中心轴线J1为中心沿周向公转。第三轴部21c的公转经由第三轴承52传递到外齿齿轮31,外齿齿轮31一边改变孔部31a的内周面与突出部43的外周面内切的位置一边摆动。由此,外齿齿轮31的外齿齿轮部与内齿齿轮32的内齿齿轮部啮合的位置在周向上变化。因此,马达轴21的旋转力经由外齿齿轮31传递到内齿齿轮32。
如上所述,在本实施方式中,内齿齿轮32被固定,因此不旋转。因此,通过传递到内齿齿轮32的旋转力的反作用力,外齿齿轮31绕偏心轴线J2旋转。此时,外齿齿轮31的旋转方向与马达轴21的旋转方向相反。外齿齿轮31绕偏心轴线J2的旋转经由孔部31a和突出部43传递到输出部46。由此,输出轴41以中心轴线J1为中心旋转。这样,马达轴21的旋转经由传递机构30传递给输出轴41。
输出轴41的旋转通过传递机构30相对于马达轴21的旋转被减速。在本实施方式的传递机构30的结构中,输出轴41的旋转相对于马达轴21的旋转的减速比R由R=-(N2-N1)/N2示出。示出减速比R的式子的开头的负号示出被减速的输出轴41的旋转方向与马达轴21的旋转方向相反。N1是外齿齿轮31的齿数,N2是内齿齿轮32的齿数。在本实施方式中,外齿齿轮31的齿数N1为59,内齿齿轮32的齿数N2为60。因此,在本实施方式中,减速比R为-1/60。另外,输出轴41的旋转转矩T2用T2=T1/R示出。T1是马达轴21的旋转转矩。因此,在本实施方式中,输出轴41的旋转转矩T2是马达轴21的旋转转矩T1的60倍。
在本实施方式的电动致动器1中,在对车辆进行驻车锁定时,使马达轴21向周向另一侧(-θ侧)旋转,使输出轴向周向一侧(+θ侧)旋转。在解除车辆的驻车锁定时,马达轴21向周向一侧(+θ侧)旋转,输出轴向周向另一侧(-θ侧)旋转。
接着,详细说明插入孔13h和齿轮部21d的结构。如图2所示,在轴向上,插入孔13h的上侧即上侧的端部位于比齿轮部21d的上侧的端部靠上侧的位置,且位于比转子芯22a及定子23靠下侧的位置。即,转子芯22a和定子23配置在比插入孔13h的上侧、即上侧的端部更靠上侧的位置。因此,如图5所示,从D1方向观察,插入孔13h与转子芯22a及定子23不重叠。如图2所示,插入孔13h的下侧的端部位于比第三轴承52、马达轴21的第三轴部21c以及传递机构30靠上侧的位置。因此,如图5所示,从第一方向D1观察,插入孔13h不与第三轴承52、马达轴21的第三轴部21c及传递机构30重叠。
如图3所示,齿轮部21d中的第二方向D2的一侧(+D2侧)的端部的第一齿部21e的齿根处的切线Lt通过插入孔13h。另外,切线Lt是与第一方向D1平行的假想直线。因此,如图5所示,齿轮部21d中的位于第二方向D2的一侧(+D2)的端部的第一齿部21e在沿第一方向D1观察时与插入孔13h重叠。插入孔13h的内侧面中的位于第二方向D2的一侧(+D2侧)的面是引导面13i。引导面13i是与第二方向D2正交且沿第一方向D1延伸的平面状。在第二方向D2上,引导面13i配置在比齿轮部21d更靠第二方向D2的一侧(+D2侧)的位置。
接着,在本实施方式的电动致动器1中,对作业者等使用马达旋转夹具91手动地使输出轴41旋转的顺序进行说明。如上所述,本实施方式的电动致动器1搭载于基于车辆的驾驶者的换挡操作而被驱动的线控停车方式的致动器装置。因此,如果电动致动器1发生故障,则存在不能基于驾驶员的换挡操作解除车辆的驻车状态的情况。在这种情况下,为了移动车辆,有时需要手动旋转与车辆的手动轴连接的输出轴41,以解除车辆的驻车状态。但是,如图2所示,在本实施方式的电动致动器1中,输出轴41、与输出轴41连结的马达轴21、传递机构30均未露出到壳体10的外部,因此难以通过手动使它们旋转。另外,即使是输出轴41露出到壳体10的外部的结构,如上所述,在本实施方式的电动致动器1中,由于输出轴41的旋转转矩T2是马达轴21的旋转转矩T1的60倍,所以为了通过手动使输出轴41旋转,必须对输出轴41施加使马达轴21旋转时产生的齿槽转矩的60倍的旋转转矩。因此,难以手动地使输出轴41旋转。
因此,在本实施方式的电动致动器1中,通过使用马达旋转夹具91手动地使旋转转矩比较小的马达轴21旋转,经由传递机构30使输出轴41旋转,从而能够解除驻车状态。需要说明的是,在以下的说明中,“作业者等”包括使用旋转夹具91手动地进行使输出轴41旋转的作业的作业者及装置等。各作业可以仅由作业者进行,也可以仅由装置进行,也可以由作业者和装置进行。
如图4所示,马达旋转夹具91具有把手部91a和插入部91b。在本实施方式中,马达旋转夹具91为金属制。把手部91a为圆环板状。因此,作业者等通过握住把手部91a,能够容易地保持马达旋转夹具91。插入部91b是从把手部91a的外周面突出的大致长方体的板状。插入部91b的侧面、即与把手部91a的板面所朝向的方向及插入部91b延伸的方向这两个方向正交的两个侧面中的一个侧面是第一侧面91c。第一侧面91c具有在插入部91b延伸的方向上排列的多个第二齿部91d。多个第二齿部91d能够与齿轮部21d的多个第一齿部21e啮合。朝向与第一侧面91c相反方向的面是第二侧面91e。第二侧面91e是平面。插入部91b能够通过插入孔13h插入到壳体10的内部。
作业者等手动使输出轴41旋转的作业包括插入步骤S1、啮合步骤S2及旋转步骤S3。插入步骤S1是作业者等将马达旋转夹具91的插入部91b插入壳体10的内部的步骤。作业者等首先从壳体10取下罩90,使插入孔13h露出到外部。之后,作业者等使马达旋转夹具91的插入部91b沿第一方向D1通过插入孔13h的上侧部分,插入壳体10的内部。如上所述,插入孔13h的上侧的端部与齿轮部21d的上侧的端部相比位于上侧。因此,如图5所示,插入部91b插入到壳体10的内部空间中比齿轮部21d靠上侧的部分。因此,作业者等能够不使齿轮部21d的第一齿部21e与马达旋转夹具91的第二齿部91d接触地将插入部91b插入壳体10的内部。因此,在将插入部91b插入壳体10的内部时,能够抑制第一齿部21e与第二齿部91d啮合,因此能够容易地将插入部91b插入壳体10的内部。因此,能够实现插入步骤S1的作业性的提高。另外,在图5中,省略了把手部91a的记载。
另外,在本实施方式中,如上所述,齿轮部21d的外径设置得比第二轴部21b的外径大。换言之,第二轴部21b的外径设置得比齿轮部21d的外径小。因此,如图5所示,当沿第一方向D1观察时,第二轴部21b与引导面13i之间的间隔大于齿轮部21d与引导面13i之间的间隔。因此,作业者等能够更容易地将插入部91b插入到比齿轮部21d靠上侧的部分。因此,能够进一步提高插入步骤S1的作业性。
啮合步骤S2是使齿轮部21d的第一齿部21e与马达旋转夹具91的第二齿部91d啮合的步骤。如图6所示,操作者等使马达旋转夹具91向第二方向D2的一侧(+D2侧)移动,使第二侧面91e与引导面13i接触(用虚线示出)。然后,作业者等一边使第二侧面91e与引导面13i接触,一边使马达旋转夹具91沿着引导面13i向下侧移动。由此,如图7所示,第一齿部21e与第二齿部91d啮合。虽然省略了图示,但从第一方向D1观察时,第一齿部21e的齿底与引导面13i之间的间隔被设置成比第二齿部91d的齿顶与第二侧面91e之间的距离稍大。因此,通过以第二侧面91e沿着引导面13i的方式使马达旋转夹具91向下侧移动,能够容易地使第一齿部21e与第二齿部91d啮合。由此,能够提高啮合步骤S2的作业性。
旋转步骤S3是利用马达旋转夹具91使输出轴41旋转的步骤。如图8所示,作业者等一边使齿轮部21d的第一齿部21e与马达旋转夹具91的第二齿部91d啮合,一边使马达旋转夹具91向第一方向D1的另一侧(-D侧)移动,使马达轴21朝向周向一侧(+θ侧)旋转。此时,输出轴41朝向周向另一侧(-θ侧)旋转。即,输出轴41向驻车锁定被解除的方向旋转。根据本实施方式,插入孔13h具有沿第一方向D1延伸的平面状的引导面13i,该引导面13i是位于第二方向D2的一侧且与第二方向D2正交的面。因此,在一边使第一齿部21e与第二齿部91d啮合一边使马达旋转夹具91向第一方向D1的另一侧(-D1侧)移动时,能够利用引导面13i引导马达旋转夹具91向第一方向D1的移动。因此,在使马达旋转夹具91向第一方向D1移动时,能够抑制第一齿部21e与第二齿部91d的啮合脱离。因此,作业者等能够通过马达旋转夹具91容易地使马达轴21及输出轴41旋转,能够提高旋转步骤S3的作业性。因此,能够容易地从电动致动器1的外部用手动使输出轴41旋转。以后,作业者等通过依次反复进行插入步骤S1、啮合步骤S2以及旋转步骤S3,能够解除车辆的驻车锁定。
根据本实施方式,具备输出轴41,该输出轴41沿马达轴21的轴向延伸,经由传递机构30传递有马达轴21的旋转,马达轴21是中空轴,输出轴41的至少一部分位于马达轴21的内部,在马达轴21的外周面的一部分设有齿轮部21d,该齿轮部21d具有沿周向排列的多个第一齿部21e,壳体10具有插入孔13h,该插入孔13h沿与轴向正交的第一方向D1贯通壳体10,齿轮部21d中的与轴向和第一方向D1这两者正交的第二方向D2的一侧的端部从第一方向D1观察与插入孔13h重叠,能够将马达旋转夹具91穿过插入孔13h插入到壳体10的内部,该马达旋转夹具91具有能够与多个第一齿部21e啮合的多个第二齿部91d。因此,如上所述,在插入步骤S1中,能够通过插入孔13h将马达旋转夹具91容易地插入壳体10的内部。另外,在啮合步骤S2中,能够容易地使沿第一方向D1通过插入孔13h而容易地插入到壳体10的内部的马达旋转夹具91的第二齿部91d与位于齿轮部21d的第二方向D2的一侧的端部的第一齿部21e啮合。因此,通过一边使第一齿部21e与第二齿部91d啮合一边使马达旋转夹具91沿第一方向D1移动的简单作业,能够容易地使马达轴21旋转。由此,能够经由传递机构30使输出轴41旋转。因此,能够容易地从电动致动器1的外部手动地使输出轴41旋转。
另外,在本实施方式中,如上所述,齿轮部21d的第二方向D2的一侧的端部的第一齿部21e的齿底的切线Lt与第一方向D1平行,并且通过插入孔13h。因此,通过一边使第一齿部21e与第二齿部91d啮合一边使马达旋转夹具91沿第一方向D1移动的简单作业,能够更容易地使马达轴21旋转。因此,能够容易地从电动致动器1的外部手动地使输出轴41旋转。
另外,在本实施方式中,仅通过卸下罩90的作业,就能够将马达旋转夹具91插入壳体10的内部,能够通过马达旋转夹具91使马达轴21及输出轴41旋转。因此,不需要为了使马达轴21或输出轴41旋转而将盖部件80从壳体10拆下等繁杂的作业。因此,能够容易地从电动致动器1的外部手动地使输出轴41旋转。
另外,在本实施方式中,通过在壳体10上设置沿第一方向D1贯通的插入孔13h的简单的结构,能够容易地从电动致动器1的外部手动地使输出轴41旋转。因此,能够抑制电动致动器1的制造成本增大。
根据本实施方式,传递机构30是减速机构。因此,输出轴41的旋转转矩T2大于马达轴21的旋转转矩T1。如上所述,在本实施方式中,利用马达旋转夹具91使旋转转矩小的马达轴21旋转,经由传递机构30使输出轴41旋转。因此,能够容易地从电动致动器1的外部手动地使输出轴41旋转。
根据本实施方式,马达部20具有:转子22,其具有马达轴21及固定于马达轴21的外周面的转子芯22a,且能够以中心轴线J1为中心旋转;以及定子23,其具有多个线圈23b,且隔着间隙与转子22在径向上对置,转子芯22a及定子23配置在比插入孔13h的上侧的端部靠上侧的位置。因此,在通过插入孔13h将马达旋转夹具91插拔于壳体10的内部时,能够抑制马达旋转夹具91与转子芯22a及定子23接触。因此,在插入步骤S1中,能够容易地将马达旋转夹具91插入到壳体10的内部,并且在旋转步骤S3中,能够一边使第一齿部21e与第二齿部91d啮合一边容易地使马达旋转夹具91沿第一方向D1移动。因此,能够容易地从电动致动器1的外部手动地使输出轴41旋转。另外,在将马达旋转夹具91向壳体10的内部插拔时,能够抑制马达旋转夹具91与定子23的线圈23b接触。因此,能够抑制线圈23b损伤。因此,在进行了手动旋转输出轴41的作业之后,在驱动电动致动器1时,能够稳定地驱动电动致动器1。
根据本实施方式,齿轮部21d设置在传递机构30与转子芯22a之间。在壳体10的内部,在传递机构30与转子芯22a之间配置有马达轴21和输出轴41,但仅通过增长马达轴21和输出轴41的轴向长度,就能够在壳体10的内部设置使马达旋转夹具91在第一方向D1上通过的空间。因此,例如与齿轮部21d设置在转子芯22a与汇流条保持器140之间等其他部分的情况相比,能够容易地设置使马达旋转夹具91在第一方向D1上通过的空间。
如上所述,本实施方式的马达旋转夹具91是仅具有把手部91a和设有第二齿部91d的插入部91b的简易结构。因此,能够抑制马达旋转夹具91的制造成本增大。另外,能够使马达旋转夹具91比较小型且轻量。由此,作业者等能够容易地搬运马达旋转夹具91。因此,能够迅速消除因电动致动器1的故障而产生的问题。
另外,由于本实施方式的马达旋转夹具91具有把手部91a,因此作业者等能够容易地把持马达旋转夹具91。因此,能够容易地插入壳体10的内部,能够一边使齿轮部21d的第一齿部21e与马达旋转夹具91的第二齿部91d啮合,一边容易地使马达旋转夹具91沿第一方向D1移动。因此,能够更容易地从电动致动器1的外部手动地使输出轴41旋转。
以上,对本实用新型的一实施方式进行了说明,但实施方式中的各结构及它们的组合等是一例,在不脱离本实用新型的主旨的范围内,能够进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外,本实用新型不受实施方式的限定。
例如,应用本实用新型的电动致动器只要是能够通过被提供电力而使作为对象的物体移动的装置即可,也可以是不具备传递机构的马达。另外,电动致动器也可以是具有由马达部驱动的泵部的电动泵。电动致动器的用途没有特别限定。电动致动器也可以搭载于基于驾驶员的换挡操作而被驱动的线控换挡方式的致动器装置。另外,电动致动器也可以搭载于车辆以外的设备。另外,在本说明书中说明的各结构可以在不相互矛盾的范围内适当组合。

Claims (6)

1.一种电动致动器,其特征在于,包括:
马达部,其具有能够以中心轴线为中心旋转的马达轴;
传递机构,其与所述马达轴的轴向另一侧连结;
输出轴,其沿所述马达轴的轴向延伸,经由所述传递机构传递有所述马达轴的旋转;以及
壳体,其在内部收纳所述马达部、所述传递机构及所述输出轴,
所述马达轴是中空轴,
所述输出轴的至少一部分位于所述马达轴的内部,
在所述马达轴的外周面的一部分设有齿轮部,该齿轮部具有沿周向排列的多个第一齿部,
所述壳体具有沿与轴向正交的第一方向贯通所述壳体的插入孔,
从所述第一方向观察时,所述齿轮部的与所述轴向和所述第一方向这两者正交的第二方向的一侧的端部与所述插入孔重叠,
能够将具有能够与所述多个第一齿部啮合的多个第二齿部的马达旋转夹具通过所述插入孔插入到所述壳体的内部。
2.根据权利要求1所述的电动致动器,其特征在于,
所述插入孔具有沿所述第一方向延伸的平面状的引导面,
所述引导面是位于所述第二方向的一侧的面,且与所述第二方向正交。
3.根据权利要求1或2所述的电动致动器,其特征在于,
所述插入孔的轴向一侧的端部位于比所述齿轮部的轴向一侧的端部靠轴向一侧的位置。
4.根据权利要求1或2所述的电动致动器,其特征在于,
所述传递机构是减速机构。
5.根据权利要求1或2所述的电动致动器,其特征在于,
所述马达部具有:
转子,其具有所述马达轴和固定于所述马达轴的外周面的转子芯,并能够以所述中心轴线为中心旋转;以及
定子,其具有多个线圈,隔着间隙与所述转子在径向上对置,
所述转子芯及所述定子配置在比所述插入孔的轴向一侧的端部靠轴向一侧的位置。
6.根据权利要求5所述的电动致动器,其特征在于,
在轴向上,所述齿轮部设置在所述传递机构与所述转子芯之间。
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