DE10001138B4

DE10001138B4 - Motor und Stellglied

Info

Publication number: DE10001138B4
Application number: DE10001138A
Authority: DE
Inventors: Yukinobu Toyohashi Kujira; Naohisa Kosai Shinmura
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2009-11-26
Anticipated expiration: 2020-01-14
Also published as: DE10001138A1; US6509661B1

Abstract

Ein Stellglied mit einem Motor (2) der aufweist: ein haubenartiges Joch (6) mit einem offenen Ende (6a), einem Kopplungsteil (27), das an das Joch (6) gekoppelt ist, um das offene Ende (6a) des Jochs (6) abzudecken, einen Stator (4), der in dem Joch (6) aufgenommen ist, wobei der Stator (4) eine Aufnahme (4a) aufweist, und einen in der Aufnahme (4a) aufgenommenen Rotor (5) mit Drehwelle (13a) und einen Magnet (14), eine Ausgangswelle (26), eine Geschwindigkeitsreduktionsvorrichtung (22) zum Verlangsamen und Übertragen einer durch den Motor (2) erzeugten Drehbewegung an die Ausgangswelle (26), ein Gehäuse (20, 21) zum Aufnehmen der Geschwindigkeitsreduktionsvorrichtung (22), einen mit dem Motor (2) verbundenen Steckverbinder (16), um den Motor mit externer elektrischer Leistung zu versorgen, wobei das Kopplungsteil (27') Teil des Gehäuses (20, 21) ist und wobei der Motor (2) aufweist:
– ein erstes Lager (12), das an dem Kopplungsteil (27) oder dem Stator (4) angeordnet ist,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motor und ein durch den Motor angetriebenes Stellglied gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Stellglied mit Motor ist aus DE 690 15 501 T2 bekannt.
Verschiedene Arten von Dämpfern und Blenden stehen in Leitungen von Automobil-Klimaanlagen zur Verfügung, um den Luftstrom zu ändern. Dämpfer werden im Allgemeinen durch Stellglieder, bzw. Aktuatoren, angetrieben, welche üblicherweise durch elektrische Motoren angetrieben sind. Die japanische, nicht geprüfte Patentveröffentlichung JP 09-329215 A beschreibt ein Beispiel eines solchen Stellgliedes.
Das in der Veröffentlichung beschriebene Stellglied weist ein Getriebegehäuse auf, welches einen Geschwindigkeitsreduzierer beinhaltet. Ein Schrittmotor ist von außen an dem Getriebegehäuse befestigt. Nach dem Installieren des Motors an dem Getriebegehäuse wird ein Aufnahmegehäuse an dem Getriebegehäuse befestigt, um das Lager des Motors abzudecken. Dies verhindert, dass Staub in den Raum zwischen die Welle des Motors und das Lager eindringt.
Obwohl das Aufnahmegehäuse die Staubfestigkeit des Stellgliedes nach dem Stand der Technik verbessert, erhöht das Gehäuse die Anzahl der Teile und steigert die Anzahl der Zusammenbauschritte. Dies wiederum erhöht die Produktionskosten.
Aus US 5,644,180 A ist ein weiteres Stellglied mit Motor bekannt, bei dem die Drehwelle des Motors eine Lagerausnehmung zur Aufnahme eines am Gehäuse des Stellgliedes befestigten Lagerbolzens aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Motor und ein durch den Motor angetriebenes Stellglied zur Verfügung zu stellen, das aus einer geringeren Anzahl von Komponenten hergestellt ist und besonders flach aufgebaut ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Stellglied mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 durch Hinzufügung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, die anhand von Beispielen die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung, insbesondere deren Ziele und Vorteile, werden am besten aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen deutlich, in welchen:
1 eine perspektivische Darstellung ist, die ein Stellglied gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht ist, die das Stellglied nach 1 zeigt;
3 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung ist, die das Stellglied zeigt;
4 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung ist, die ein Stellglied nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 eine Draufsicht ist, die das erfindungsgemäße Stellglied zeigt;
6(a), (b) und 6(c) Draufsichten sind, die den an einem Geschwindigkeitsreduzierer angeordneten Motor in verschiedenen Positionen zeigt; und
7 ein Diagramm ist, welches Beispiele von Verbindungslöchern und die Kenndaten von Ausgangswellen mit solchen Verbindungslöchern veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 bis 3 beschrieben.
Die 1 und 2 zeigen ein Stellglied 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Stellglied ist in einer Automobil-Klimatisierungseinheit (nicht gezeigt) eingebaut, um die Po sition von Dämpfern zu steuern und den Luftstrom einer Leitung der Einheit zu ändern.
Das Stellglied 1 weist einen Motor 2 und einen Geschwindigkeitsreduzierer 3 auf. Der Motor ist ein Schrittmotor, welcher optimal für die Positionssteuerung ist. Der Motor 2 ist gebildet aus einem Statorkern 4, einem magnetischen Rotor 5 und einem Joch 6. Der Statorkern 4, welcher ringförmig ist, umfasst ein Paar von Spulenkörpern 7, 8 und ist aus einem Harz geformt. Erregerspulen 9, 10 sind um die Spulenkörper 7 bzw. 8 gewickelt.
Ein Vielzahl von Anschlussstiften 11 erstrecken sich radial von dem Statorkern 4 weg. Die Anschlussstifte 11 sind mit den Anschlüssen der Erregerspulen 9, 10 verbunden. Eine behälterartige Aufnahme 4a steht in der Mitte des Statorkerns 4 zur Verfügung, um den magnetischen Rotor 5 aufzunehmen. Wie in 3 gezeigt ist, ist ein ölzurückhaltendes Metalllager 12 (im Folgenden als Lager bezeichnet) am Boden (der Seite nahe des Geschwindigkeitsreduzierers 3) der Aufnahme 4a angeordnet Der magnetische Rotor 5 weist ein Zentralstück 13 und einen Magnet 14 auf. Das Zentralstück 13 ist im Wesentlichen zylindrisch und aus einem synthetischen Harz gebildet. Das Zentralstück 13 weist eine einstückig angeformte Drehwelle 13a auf. Ein Ritzel 13b ist integral an einem Ende der Drehwelle 13a angeformt. Die Drehwelle 13a ist durch das Lager 12 in der Nähe des Ritzels 13b, oder der Ausgangsseite, drehbar gelagert. Eine Lagerausnehmung 13c erstreckt sich durch die Drehwelle 13a von einem Ende (dem oberen Ende gemäß der Darstellung in 3) entlang der Achse L1. Die Nicht-Ausgangsseite der Drehwelle 13a steht aus dem Magnet 14 hervor.
Der Magnet 14, welcher aus einem synthetischen Harz besteht, ist an der äußeren Oberfläche des Zentralstücks 13 befestigt. Der Magnet 14 ist einstückig mit dem Zentralstück 13 ausgebildet durch Anordnen des Zentralstücks 13 in einer Form und nachfolgendes Einbringen eines geschmolzenen magnetischen Harzes in die Form. Anschließend wird eine Mehrfachpolarität an dem Magnet 14 erzeugt. Ein Spalt 13d ist zwischen dem Magnet 14 und der Drehwelle 13a gebildet, um Abmessungsunterschiede auszugleichen, die durch thermische Ausdehnung und Zusammenziehung erzeugt werden, wenn das Zentralstück 13 und der Magnet 14 einstückig verschmolzen werden.
Das Joch 6, welches haubenförmig ausgebildet ist, weist einen inneren Durchmesser auf, der in etwa derselbe ist, wie der äußere Durchmesser des Statorkerns 4, und das Joch 6 nimmt den Statorkern 4 und den magnetischen Rotor 5 auf. Das Joch 6 weist ein offenes Ende 6a auf, von welchem sich eine Anzahl von Joch-Laschen 15 radial nach außen erstrecken. Die Laschen 15 werden verwendet, um das Joch 6 an einer ersten Getriebeabdeckung 20 zu sichern. Ein Schraubenloch 15a erstreckt sich durch jede Lasche 15.
Die Laschen 15 sind um die Achse L1 des Rotors 5 in gleichen Winkelabständen (90°-Abständen) angeordnet. Die Schraubenlöcher 15a sind derart angeordnet, dass der Mittelpunkt eines Kreises, der die Löcher 15a verbindet, mit der Achse L1 des Rotors 5 zusammenfällt.
Wie in 3 dargestellt ist, erstreckt sich ein Stützelement 6b einstückig und axial von dem oberen Zentrum des Jochs 6. Das Stützelement 6b ist gebildet durch Ziehen des Zentrums des Jochs 6 von der Außenseite zur Innenseite. Das Stützelement 6b ist in die Lagerausnehmung 13c eingepasst, um die Nicht-Ausgangsseite der Drehwelle 13a drehbar zu lagern. Fett ist auf die innere Oberfläche der Lagerausnehmung 13c aufgebracht.
Das Lager 12 dient als ein erstes Lager und das Stützelement 6b dient als ein zweites Lager.
Wie in 2 dargestellt ist, ist ein im Wesentlichen rechteckförmiger ausgeschnittener Abschnitt 6c gebildet durch Entfernen eines Abschnitts des Jochs 6 von dem offenen Ende 6a zwischen zwei der Laschen 15. Ein Steckverbinder 16 ist in dem ausgeschnittenen Abschnitt 6c gehalten. Der Steckverbinder ist im Wesentlichen kastenartig und derart ausgebildet, um mit dem ausgeschnittenen Abschnitt 6c übereinzustimmen.
Der Steckverbinder 16 weist eine Buchse (nicht dargestellt) auf, um die Anschlussstifte 11 des Statorkerns 4 aufzunehmen. Das vordere Ende 16a des Steckverbinders 16 ist gebogen, um mit der äußeren Oberfläche des Statorkerns 4 übereinzustimmen. Ein Teil des vorderen Endes 16a ist in dem Joch 6 aufgenommen. Das vordere Ende 16a weist eine Anzahl von Haken 16b auf, welche an der inneren Oberfläche des Jochs 6 gesichert sind, um den Steckverbinder 16 an einem Herausfallen aus dem ausgeschnittenen Abschnitt 6c zu hindern. Ein Kabel (nicht dargestellt) zum Versorgen des Motors 2 mit Leistung von außen ist an den Steckverbinder 16 angeschlossen.
Der Geschwindigkeitsreduzierer 3 weist ein erstes Gehäuse 20 mit einem Kopplungsteil 27 und ein zweites Gehäuse 21 auf. Ein Reduktionsmechanismus ist in dem ersten und zweiten Gehäuse 20, 21 untergebracht. Speziell weist das zweite Gehäuse 21 einen Hohlraum 21a auf, um den Reduktionsmechanismus 22 aufzunehmen. Der Reduktionsmechanismus 22 weist ein Eingangszahnrad 23, ein Zwischenzahnrad 24 und ein Ausgangszahnrad 25 auf. Jedes der Zahnräder 23–25 ist drehbar in dem zweiten Gehäuse 21 gelagert und mit einem benachbarten Zahnrad verzahnt.
Das Eingangszahnrad 23 ist ein integrales Zahnrad und ist mit dem Ritzel 13b des Motors 2 verzahnt. Dadurch wird ein hohes Reduktionsverhältnis erzielt, ohne die radiale Abmessung des Eingangszahnrades 23 zu erhöhen, und dies resultiert in einem kleinerem Stellglied 1. Die Geschwindigkeit der Drehbewegung der Drehwelle 13a wird durch das Eingangszahnrad 23 das Zwischenzahnrad 24 und das Ausgangszahnrad 25 reduziert.
Eine Ausgangswelle 26 des Stellglieds 1 ist in dem Ausgangszahnrad 25 angeordnet. Die Ausgangswelle 26 ist im Wesentlichen zylindrisch und weist vier gleichmäßig beabstandete nach innen gerichtete Vorsprünge 26a auf, welche ein kreuzförmiges Verbindungsloch 26b definieren. Jedes des ersten und zweiten Gehäuses 20, 21 weist eine Aufnahmebohrung 20a (nur die Aufnahmebohrung 20a der ersten Getriebeabdeckung 20 ist in 2 gezeigt), auf, um die Ausgangswelle 26 drehbar aufzunehmen. Die Ausgangswelle 26 liegt an beiden Gehäusen 20, 21 frei. Der oben beschriebene Dämpfer (nicht dargestellt) ist in das Verbindungsloch 26b der Ausgangswelle 26 eingepasst.
Bezugnehmend auf 7 weist das kreuzförmige Verbindungsloch 26b der bevorzugten Ausführungsform einen größeren inneren Durchmesser Φ von 10 mm und eine geringere Abmessung d von 4 mm auf. Beispiele anderer Verbindungslöcher sind ebenfalls in 7 dargestellt. Ein Verbindungsloch 26c mit einem D-förmigen Querschnitt, ein Verbindungsloch 26d mit einem sternförmigen Querschnitt und ein Verbindungsloch 26e mit einem dreieckförmigen Querschnitt sind dargestellt. Ein Experiment wurde durchgeführt, um die Belastung zu messen, der jedes der Verbindungslöcher 26b–26e während des Angreifens derselben Last ausgesetzt ist.
Jedes der Verbindunglöcher 26b–26e hatte eine bestimmte Stelle, an welcher sich die Belastung konzentrierte. Die Maximalwerte, die an den Stellen, an denen sich die Belastung konzentriert, an jedem der Verbindungslöcher 26b–26e gemessen wurde, wurden verglichen. Der Maximalwert der Belastung für das D-förmige Verbindungsloch 26c (97.6 MPa) ist durch ”1” repräsentiert. Der relative Maximalwert der Belastung für das sternförmige Verbindungsloch 26d war 1.04 (101 MPa), der relative Belastungswert für das dreieckförmige Verbindungsloch 26e war 1.21 (118 MPa) und der relative Belastungswert für das Verbindungsloch 26b der bevorzugten Ausführungsform war 0.56 (63.5 MPa). Die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Ausgangswelle 26 deformiert, ist höher, wenn der relative Belastungswert höher ist. Eine derartige Deformation würde bewirken, dass sich der Dämpfer lockert oder löst. Allerdings weist das Verbindungsloch 26b der bevorzugten Ausführungsform einen niedrigen relativen maximalen Belastungswert auf, da die Belastung verteilt wird. Daher wird eine ausreichende Haltbarkeit garantiert, ohne teure, hochfeste Materialien zu verwenden.
Das zweite Gehäuse 21 weist ein offenes Ende 21b auf, in welches das erste Gehäuse 20 eingepasst ist. Laschen 20b, 21c des Stellgliedes erstrecken sich von den äußeren Oberflächen des ersten und zweiten Gehäuses 20 bzw. 21. Die Laschen 20b, 21c werden verwendet, um das Stellglied 21 mit der Klimatisierungseinheit (nicht dargestellt) zu verbinden.
Das erste Gehäuse 20 weist ein Kopplungsteil 27 auf, an welches der Motor 2 gekoppelt ist. Das Kopplungsteil 27 umfasst ein Wellenloch 27a. Ein Teil der Drehwelle 13a und des Ritzels 13b sind über das Wellenloch 27a in die Gehäuse 20, 21 eingeführt. Positionierungsvorsprünge 27b stehen an dem Kopplungsteil 27 hervor, um den Statorkern 4 zu positionieren. Der Statorkern 4 weist Positionierungslöcher (nicht dargestellt) auf, um die Positionierungsvorsprünge 27b aufzunehmen.
Eine im Wesentlichen ringförmige Lippe 27d ist einstückig mit dem Kopplungsteil 27 ausgebildet. Das Joch 6 ist in die Lippe eingepasst, welche ausgebildet ist, um Interferenzen mit den Laschen 15 und dem Steckverbinder 16 zu vermeiden. Dementsprechend ist die Lippe 27d in Kontakt mit im Wesentlichen der gesamten äußeren Oberfläche des Jochs 6 an dem offenen Ende 6a.
Der Statorkern 4 ist auf dem Kopplungsteil 27 angeordnet, wobei die Positionierungsvorsprünge 27 in die Positionierungslöcher des Statorkerns 4 eingreifen. Die Verbindungsstifte 11 werden dann in die Buchse des Steckverbinders 16 eingefügt, und der Steckverbinder wird gegen den Statorkern 4 gedrückt, bis das vordere Ende 16a den Statorkern 4 kontaktiert. Dies verbindet den Steckverbinder 16 mit dem Statorkern 4. In diesem Zustand ist das Joch 6 in die Lippe 27d des Kopplungsteils 27 eingepasst, um den Statorkern 4 zu schließen. Dies sichert die Haken 16b des Steckverbinders an der inneren Oberfläche des Jochs 6, so dass der Steckverbinder 16 durch das Joch 6 gehalten ist.
Schraubenlöcher 27c, die voneinander in gleichen Winkelabständen (90°-Abständen) beabstandet angeordnet sind, erstrecken sich durch das Kopplungsteil 27 an Positionen, die mit den Schraubenlöchern 15a der Joch-Laschen 15 übereinstimmen. Die Schraubenlöcher 27c befinden sich außerhalb der Positionierungsvorsprünge 27b und sind so angeordnet, dass ein Kreis, der die Löcher 27b verbindet, koaxial zu der Schaftaussparung 27a ist. Das zweite Gehäuse 21 weist Gewindelöcher 21d auf, die in Übereinstimmung mit den Schraubenlöchern 27c angeordnet sind. Jedes Schraubenloch 27c ist entlang einer Linie angeordnet, die sich radial von dem Mittelpunkt des Wellenlochs 27a weg und durch den zugehörigen Positionierungsvorsprung 27b erstreckt.
Wie in den 5 und 6(a) bis 6(c) dargestellt ist, kann der Motor 2 an den Geschwindigkeitsreduzierer 3 an einer von vier Positionen angekoppelt sein. Mit anderen Worten kann der Statorkern 4 des Motors 2 und das Joch 6 an das Kopplungsteil 27 an einer der folgenden Positionen gekoppelt sein: einer ersten in 5 dargestellten Position, einer zweiten, in 6(a) dargestellten Position, welche gegenüber der ersten Position entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° gedreht ist, einer dritten, in 6(b) dargestellten Position, welche von der zweiten Position weiter um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn ge dreht ist, und einer vierten, in 6(c) dargestellten Position, welche gegenüber der dritten Position weiter um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht ist. Der Steckverbinder 16 kann daher derart angeordnet sein, dass er in Übereinstimmung mit der Kopplungsposition des Motors 2 in eine von vier Richtungen zeigt.
Wenn das Stellglied 1 in der Klimatisierungseinheit in einer der ersten bis vierten Positionen positioniert ist, wird die Position, die die Verbindung des Kabels (nicht dargestellt) zu dem Steckverbinder 16 (oder die Position, die eine Interferenz des Steckverbinders 16 und des Kabels mit anderen Komponenten verhindert) ausgewählt. Eine Schraube 30 wird dann in jedes Paar der ausgerichteten Schraubenlöcher 15a, 27c eingeführt und in der zugehörigen Gewindebohrung 21d befestigt, um das Joch 6 an dem Kopplungsteil 27 zu befestigen. Das Stellglied 1 wird auf diese Weise zusammengebaut.
Wenn das Joch 6 an das Kopplungsteil 27 gekoppelt ist, ist die Drehwelle 13a des Motors 2 parallel zu der Ausgangswelle 26. Wie in 5 dargestellt ist, sind der Motor 2 und der Geschwindigkeitsreduzierer 3 symmetrisch zu einer Ebene E ausgebildet, die die Achse L1 der Drehwelle 13a und die Achse L2 der Ausgangswelle 26 umfasst. Dementsprechend sind die Laschen 20b, 21c des zugehörigen ersten und zweiten Gehäuses 20, 21 symmetrisch zu der Ebene E angeordnet.
Klimatisierungseinheiten, die für Autos im Rechtsverkehr gebaut sind, und Klimatisierungseinheiten, die für Autos im Linksverkehr gebaut sind, weisen spiegelbildliche Formen auf. Das Stellglied 1 kann in beiden Arten von Klimatisierungseinheiten eingebaut werden, da die symmetrisch angeordneten Laschen 20b, 21c für beide Arten verwendet werden können und da Interferenzen mit anderen Komponenten vermieden werden können. Dementsprechend kann das Stellglied 1 bei einer Vielzahl unterschiedlicher Klimatisierungseinheiten verwendet werden, ohne zusätzliche Teile, wie Halterungen, zu verwenden.
Obwohl ein herkömmliches Stellglied einen Abschlussdeckel erfordert, um sein offenes Ende abzuschließen, verwendet das Stellglied 1 der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform keinen solchen Deckel. Der Statorkern 4 und das Joch 6 sind direkt an das Kopplungsteil 27 gekoppelt, um den Motor 2 zu bilden. Zusätzlich ist die Lippe 27d, in welche das Joch 6 eingepasst ist, einstückig mit dem Kopplungsteil 27 ausgebildet. Bei dieser Struktur muss Staub zuerst die Lippe 27d passieren und dann durch den kleinen Spalt zwischen der äußeren Oberfläche des Jochs 6 und der inneren Oberfläche der Lippe 27d hindurch, in das Innere des Jochs 6 aus Richtung zwischen dem offenen Ende 6a und dem Kopplungsteil 27 zu gelangen. Dementsprechend, da die Lippe 27d verhindert, dass Staub in den Motor 2 eindringt, ist die Staub-Widerstandsfähigkeit des Stellgliedes 1 mit weniger Komponenten verbessert.
Das Stützelement 6b funktioniert als das nichtausgangsseitige Lager des Motors 2. Da das Stützelement 6b einstückig mit dem Joch 6 ausgebildet ist, ist die Anzahl von Komponenten und die Anzahl der Zusammenbauschritte geringer. Weiterhin ist das Lager nicht dem Äußeren ausgesetzt. Dies verhindert, dass Staub in das Joch 6 eindringt.
Das Joch 6 ist in die Lippe 27d eingepasst. Dies verhindert das Lockern des Jochs 6.
Das Zentralteil 13 und der Magnet 14, welche den magnetischen Rotor 5 bilden, bestehen beide aus einem synthetischen Harz. Dies spart Materialkosten und reduziert die Anzahl von Teilen, wodurch die Kosten des Stellgliedes 1 verringert werden.
Bei der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform ist die Anordnung des Motors 2 aus einer der vier Positionen gewählt, welche in den 5 und 6(a) bis 6(c) dargestellt sind, wenn der Motor 2 an das Kopplungsteil 27 des Geschwindigkeitsreduzierers 3 gekoppelt wird. Das heißt, die Richtung des Steck verbinders 16 kann gewählt werden, wenn der Motor 2 gekoppelt wird. Das Stellglied 1 ermöglicht daher Entwurfsflexibilität, da es mit weniger Beschränkungen installiert werden kann. Da eine Halterung und ein Zwischenkabel nicht erforderlich sind, um das Stellglied 1 einzubauen, ist die erforderliche Anzahl von Teilen kleiner. Da Änderungen im Entwurf der Klimatisierungseinheit an der Stelle, an der das Stellglied 1 eingebaut ist, nicht erforderlich sind, reduziert das Stellglied 1 die Anzahl der Entwurfsschritte. Dementsprechend sind die Kosten der gesamten Klimatisierungseinheit reduziert.
Die erste bis vierte Position sind in gleichen Winkelabständen (90°-Abständen) um die Achse L1 des Motors 2 angeordnet. Dementsprechend können die Stellen der Positionierungsvorsprünge 27b, der Schraubenlöcher 27c und der Gewindebohrungen 27d in dem Geschwindigkeitsreduzierer 3 und die Stellen der Joch-Laschen 15 und der Positionierungslöcher in dem Motor 2 leicht ermittelt werden.
Ein inneres Zahnrad wird als Eingangszahnrad 23 verwendet. Dies führt zu einem hohen Reduzierungsverhältnis, ohne die Größe des Eingangszahnrades 23 in radialer Richtung zu erhöhen. Dementsprechend können der Geschwindigkeitsreduzierer 3 und das Stellglied kleiner sein.
Die Ausgangswelle 26 des Stellgliedes 1 weist ein kreuzförmiges Verbindungsloch 26b auf, wie in 5 dargestellt. Dies E verteilt die auf die Ausgangswelle 26 wirkende Belastung. Daher wird eine ausreichende Haltbarkeit garantiert, ohne teure, feste Materialien zu verwenden.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung auf viele andere Arten ausgeführt sein kann, ohne den Gedanken oder den Schutzbereich zu verlassen. Insbesondere sollte deutlich sein, dass die vorliegende Erfindung in folgenden Formen ausgeführt sein kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lippe 27d an dem Kopplungsteil 27 in Übereinstimmung mit -im Wesentlichendem gesamten Umfang des Jochs 6 ausgebildet. Jedoch muss die Lippe 27d nur an Stellen zur Verfügung stehen, an denen Lücken in Übereinstimmung mit der Form des Kopplungsteils 27 und des Jochs 6 gebildet sind.
Das Ende mit dem Ritzel der Drehwelle 13a ist bei der bevorzugten Ausführungsform durch das ölzurückhaltende Metalllager 12 gelagert. Jedoch können auch andere Arten von Lagern verwendet werden. Weiterhin kann, anstelle des Lagerns der Drehwelle 13a mittels eines Lagers, die Drehwelle 13a einfach durch eine in der Statorkern-Aufnahme gebildete Bohrung gelagert sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind das Zentralteil 13 und der Magnet 14, welche den magnetischen Rotor 5 bilden, einstückig aus einem synthetischen Harz ausgebildet. Jedoch können das Zentralteil 13 und der Magnet 14 aus anderen Materialien ausgebildet sein und müssen nicht einstückig sein.
Das Joch 6 des Motors 2 ist direkt an das Kopplungsteil 27 des ersten Gehäuses 20 gekoppelt. Jedoch kann eine Endabdeckung an dem offenen Ende 6a des Jochs 6 befestigt sein, und das Joch 6 kann an das Kopplungsteil 27 durch die Endabdeckung gekoppelt sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Motor 2 den magnetischen Rotor 5 und den Statorkern 4, an welchem die Erregerspulen 9, 10 angeordnet sind. Jedoch kann auch ein Motor mit einem magnetischen Stator (zum Beispiel ein Gleichstrommotor) stattdessen verwendet werden.
Der Motor 2 ist in dem Geschwindigkeitsreduzierer 3 eingebaut und wird als Antriebsquelle des Stellglieds 1 verwendet. Jedoch kann der Motor 2 auch in einer anderen Vorrichtung als dem Geschwindigkeitsreduzierer 3 eingebaut sein.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Kopplungsposition des Motors 2 relativ zu dem Geschwindigkeitsreduzierer 3 aus verschiedenen Positionen ausgewählt und die äußere Form des Stellgliedes 1 ist symmetrisch zu einer Mittenebene. Ein Stellglied kann jedoch auch nur eine dieser Bedingungen erfüllen.
Die ersten bis vierten Motorpositionen, die in den 5 und 6(a) bis 6(c) dargestellt sind, unterscheiden sich durch gleiche Winkel (90°). Jedoch müssen die Positionen nicht durch gleiche Winkel beabstandet sein, wenn eine größere Anzahl derartiger Positionen zur Verfügung steht.
Die äußeren Formen des Motors 2 und des Geschwindigkeitsreduzierers 3 sind symmetrisch zu der Ebene E ausgebildet, welche die Achse L1 der Drehwelle 13a und die Achse L2 der Ausgangswelle 26 beinhaltet. Es ist jedoch nur erforderlich, dass wenigstens die äußere Form des Geschwindigkeitsreduzierers 3 symmetrisch zu einer Ebene ist, die entlang wenigstens der Achse L2 der Ausgangswelle 26 liegt.
Wie in 5 dargestellt ist, zeigt eine Draufsicht auf das Stellglied 1, dass die linke Hälfte spiegelbildlich zu der rechten Hälfte ist. Jedoch kann das Stellglied 1 so ausgebildet sein, dass in einer Seitenansicht oder einer Vorderansicht die linke Seite spiegelbildlich zu der rechten Seite ist.
Bei der bevorzugten und dargestellten Ausführungsform ist ein innenverzahntes Zahnrad als das Eingangszahnrad 23 verwendet. Jedoch können innenverzahnte Zahnräder für zwei oder mehr Zahnräder des Reduktionsmechanismus verwendet werden. Weiterhin müssen nicht notwendigerweise innenverzahnte Zahnräder verwendet werden.

Claims

Ein Stellglied mit einem Motor (2) der aufweist: ein haubenartiges Joch (6) mit einem offenen Ende (6a), einem Kopplungsteil (27), das an das Joch (6) gekoppelt ist, um das offene Ende (6a) des Jochs (6) abzudecken, einen Stator (4), der in dem Joch (6) aufgenommen ist, wobei der Stator (4) eine Aufnahme (4a) aufweist, und einen in der Aufnahme (4a) aufgenommenen Rotor (5) mit Drehwelle (13a) und einen Magnet (14), eine Ausgangswelle (26), eine Geschwindigkeitsreduktionsvorrichtung (22) zum Verlangsamen und Übertragen einer durch den Motor (2) erzeugten Drehbewegung an die Ausgangswelle (26), ein Gehäuse (20, 21) zum Aufnehmen der Geschwindigkeitsreduktionsvorrichtung (22), einen mit dem Motor (2) verbundenen Steckverbinder (16), um den Motor mit externer elektrischer Leistung zu versorgen, wobei das Kopplungsteil (27') Teil des Gehäuses (20, 21) ist und wobei der Motor (2) aufweist: – ein erstes Lager (12), das an dem Kopplungsteil (27) oder dem Stator (4) angeordnet ist, um das erste Ende des Rotors (5) drehbar zu lagern; und – ein zweites Lager, das einstückig mit dem Joch (6) ausgebildet ist, um das zweite Ende des Rotors (5) drehbar zu lagern, wobei sich das zweite Lager in das Innere des Jochs (6) von einem oberen Abschnitt ausgehend erstreckt, gekennzeichnet durch die Merkmale: – die Drehwelle (13a) weist an ihrem dem Kopplungsteil (27) abgewandten Ende eine Lagerausnehmung (13c) auf, – in die Lagerausnehmung (13c) ist ein das zweite Lager bildendes und am Joch (6) einstückig angeformtes Stützelement (6b) eingepasst, und – das Stützelement (6b) erstreckt sich axial bis zwischen den Magnet (14) des Rotors (5) hinein.
Stellglied mit einem Motor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (20, 21) derart ausgebildet ist, dass es eine äußere Oberfläche aufweist, die symmetrisch zu einer vorbestimmten Ebene (E) ist, welche die Achse (L2) der Ausgangswelle (26) umfasst.
Stellglied mit einem Motor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Motor (2) und das Gehäuse (20, 21) derart ausgebildet sind, dass sie äußere Oberflächen aufweisen, die symmetrisch zu einer vorbestimmten Ebene (E) sind, welche die Achse (L2) der Ausgangswelle (26) umfasst.
Stellglied mit einem Motor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsreduktionsvorrichtung (22) eine Vielzahl von Zahnrädern umfasst, wobei wenigstens eines der Vielzahl von Zahnrädern ein innenverzahntes Zahnrad ist.
Stellglied mit einem Motor (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle ein kreuzförmiges Verbindungsloch umfasst.
Stellglied mit einem Motor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5) eine Drehwelle (13a) und einen die Drehwelle (13a) umgebenden Magnet (14) aufweist, wobei die Drehwelle (13a) und der Magnet (14) aus einem synthetischen Harz gebildet sind, und dass das erste Lager (12) und zweite Lager die Drehwelle (13a) lagert.
Stellglied mit einem Motor (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsteil (27) eine Lippe (27d) zum Abdichten zwischen dem Kopplungsteil (27) und dem offenen Ende (6a) des Jochs (6) aufweist.
Stellglied mit einem Motor (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (27d) derart ausgebildet ist, dass sie sich im Wesentlichen entlang des gesamten Umfangs des Jochs (6) erstreckt.
Stellglied mit einem Motor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stützelement (6b) durch Ziehen des Zentrums des Jochs (6) von der Außenseite zur Innenseite gebildet ist.
Stellglied mit einem Motor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (2) selektiv an einer Position aus einer Vielzahl von Positionen an dem Kopplungsteil (27) angeordnet ist, wobei die Position durch Drehen des Motors (2) um die Rotorachse (L1) ausgewählt wird.