DE102015223736A1

DE102015223736A1 - Stellantrieb

Info

Publication number: DE102015223736A1
Application number: DE102015223736.2A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Okada; Yasuhide Ito; Kohei Shibata; Takafumi NEGI
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2015-11-30
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2035-12-01
Also published as: US9777797B2; DE102015223736B4; US20170184180A1; US10465767B2; US20160153527A1

Abstract

Ein Stellantrieb weist auf einen Motor mit einer Drehwelle; eine mit der Drehwelle koaxial angeordnete Abtriebswelle; ein als eine Einheit mit der Drehwelle drehbares, drehwellenseitiges Zahnrad; ein als eine Einheit mit der Abtriebswelle drehbares, abtriebswellenseitiges Zahnrad; eine Zwischenzahnradanordnung, die ein erstes Zwischenzahnrad und ein zweites Zwischenzahnrad besitzt und die in das drehwellenseitige Zahnrad und das abtriebswellenseitige Zahnrad greift; ein erstes, einen Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung tragendes Lager auf einer Seite des ersten Zwischenzahnrades; und ein zweites, einen anderen Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung tragendes Lager auf einer Seite des zweiten Zwischenzahnrades; wobei das zweite Zwischenzahnrad als eine Einheit mit dem ersten Zwischenzahnrad drehbar ist und weiter in einer radialen Richtung außerhalb des Motors als das erste Zwischenzahnrad angeordnet ist.

Description

Allgemeiner Stand der Technik
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb.
Verwandte Technik
Die japanische Veröffentlichung Nr. 2003-529731 in der nationalen Phase beschreibt einen mit einem Untersetzungsmechanismus versehenen Stellantrieb, und dieser Stellantrieb verfügt über einen GS-Motor und einen Untersetzungsmechanismus zur Übertragung auf eine Abtriebswelle mit einer in einem spezifischen Untersetzungsverhältnis reduzierten Drehzahl um eine Drehwelle des GS-Motors. Des Weiteren ist der Untersetzungsmechanismus mit einer auf der Drehwelle des GS-Motors vorgesehenen Schnecke, einem Schneckenrad, das in die Schnecke greift, einem Kegelrad, das koaxial mit dem Schneckenrad vorgesehen ist und das als eine Einheit mit dem Schneckenrad drehbar ausgestaltet ist, und einem Kronenrad, das als eine Einheit mit der Abtriebswelle drehbar vorgesehen ist und das in das Kegelrad greift, ausgestaltet.
Jedoch werden im oben beschriebenen Stellantrieb das Schneckenrad und das Kegelrad von einer aus einer Pratze vortretenden Welle überstehend getragen. Es ist deshalb denkbar, dass Gegenmaßnahmen wie etwa Erhöhungen der Starrheit der aus der Pratze vortretenden Welle nötig sein werden, um eine axiale Verschiebung zwischen dem Schneckenrad und dem Kegelrad während des Betriebs des Stellantriebs zu vermeiden. Dies würde die Größe des Untersetzungsmechanismus und die Baugröße der mit diesem Untersetzungsmechanismus versehenen Stellantriebe erhöhen.
Um eine Drehzahl und einen Drehwinkel der Abtriebswelle des oben beschriebenen Stellantriebs zu erfassen, ist es des Weiteren denkbar, dass eventuell ein Sensormagnet, der in der japanischen Offenlegungsschrift (JP-A) Nr. 2014-42431 beschrieben wird, an einem Ende der Abtriebswelle befestigt ist. In solchen Fällen ist es jedoch nötig, eine Leiterplatte, die mit einem Element zum Erfassen des Magnetfeldes des Sensormagneten auf einer Axialrichtungsseite der Abtriebswelle bestückt ist, vorzusehen, wodurch die Größe des Stellantriebs in seiner axialen Richtung zunimmt.
Unter Berücksichtigung der obigen besonderen Umstände sehen bevorzugte Ausführungsformen einen Stellantrieb vor, mit dem es möglich ist, eine Zunahme der Baugröße zu vermeiden.
Zusammenfassung
Ein Stellantrieb gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarungen besitzt: einen Motor mit einer Drehwelle; eine koaxial mit der Drehwelle angeordnete Abtriebswelle; ein drehwellenseitiges Zahnrad, das als eine Einheit mit der Drehwelle drehbar vorgesehen ist; ein abtriebswellenseitiges Zahnrad, das als eine Einheit mit der Abtriebswelle drehbar vorgesehen ist; eine Zwischenzahnradanordnung, die in das drehwellenseitige Zahnrad und das abtriebswellenseitige Zahnrad greift, die zwischen dem drehwellenseitigen Zahnrad und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad vorgesehen ist und die ein erstes Zwischenzahnrad und ein zweites Zwischenzahnrad besitzt, das als eine Einheit mit dem ersten Zwischenzahnrad drehbar vorgesehen ist und weiter in radialer Richtung außerhalb des Motors als das erste Zwischenzahnrad angeordnet ist; ein erstes Lager, das einen Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung auf einer Seite des ersten Zwischenzahnrades trägt; und ein zweites Lager, das einen anderen Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung auf einer Seite des zweiten Zwischenzahnrades trägt.
Beim Stellantrieb gemäß dem ersten Aspekt dreht das drehwellenseitige Zahnrad, wenn die Drehwelle des Motors dreht. Des Weiteren dreht das erste Zwischenzahnrad, das in das drehwellenseitige Zahnrad greift, zusammen mit dem zweiten Zwischenzahnrad, wenn das drehwellenseitige Zahnrad dreht. Es dreht also die Zwischenzahnradanordnung. Des Weiteren dreht das abtriebswellenseitige Zahnrad, das in das zweite Zwischenzahnrad der Zwischenzahnradanordnung greift, wenn die Zwischenzahnradanordnung dreht. Hierdurch wird die Abtriebswelle gedreht. Um in Ausgestaltungen, in denen eine Zwischenzahnradanordnung überstehend getragen wird, einen Mittenversatz der Zwischenzahnradanordnung während des Betriebs des Stellantriebs zu vermeiden, ist es denkbar, dass eine Erhöhung der Dicke eines die Zwischenzahnradanordnung tragenden Abschnitts nötig sein wird oder eine Erhöhung der Starrheit etwa durch Vergrößern des Durchmessers der Zwischenzahnradanordnung nötig sein wird. Gemäß dem vorliegenden Aspekt jedoch werden der Endabschnitt auf der Seite des ersten Zwischenzahnrades und der Endabschnitt auf der Seite des zweiten Zwischenzahnrades der Zwischenzahnradanordnung vom ersten Lager bzw. vom zweiten Lager getragen. Die Zwischenzahnradanordnung wird also an beiden Enden vom ersten Lager und vom zweiten Lager getragen. Hierdurch wird eine Zunahme der Größe der Abschnitte der Zwischenzahnradanordnung vermieden, oder es wird vermieden, dass die Zwischenzahnradanordnung im Vergleich zu Ausgestaltungen, bei denen die Zwischenzahnradanordnung überstehend getragen wird, in radialer Richtung größer wird. Der vorliegende Aspekt kann hierdurch eine Zunahme der Baugröße des Stellantriebs vermeiden.
Ein Stellantrieb gemäß einem zweiten Aspekt der Offenbarungen ist der Stellantrieb gemäß dem ersten Aspekt, wobei ein Außendurchmesser des zweiten Lagers größer als ein Außendurchmesser des ersten Lagers ist.
Beim Stellantrieb gemäß dem zweiten Aspekt kann die Haltbarkeit des Stellantriebs dadurch verbessert werden, dass der Durchmesser des zweiten Lagers, das eine in der Zwischenzahnradanordnung erzeugte Schubkraft trägt, größer als der Durchmesser des ersten Lagers eingestellt wird.
Ein Stellantrieb gemäß einem dritten Aspekt der Offenbarungen ist der Stellantrieb gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt, besitzt ferner ein Getriebegehäuse, wobei das drehwellenseitige Zahnrad, das abtriebswellenseitige Zahnrad und die Zwischenzahnradanordnung innerhalb des Getriebegehäuses untergebracht sind, und es ist ein Begrenzungsabschnitt, der eine Bewegung der Zwischenzahnradanordnung in Richtung einer ersten Seite des Zwischenzahnrades in Bezug auf das Getriebegehäuse begrenzt, mindestens am Getriebegehäuse, am zweiten Lager oder an der Zwischenzahnradanordnung vorgesehen.
Beim Stellantrieb gemäß dem dritten Aspekt kann eine Bewegung der Zwischenzahnradanordnung in Richtung der Seite des ersten Zwischenzahnrades durch Bereitstellen des Begrenzungsabschnitts vermieden werden.
Ein Stellantrieb gemäß einem vierten Aspekt der Offenbarungen ist der Stellantrieb gemäß dem dritten Aspekt, wobei der Begrenzungsabschnitt an einer Stelle nächst dem zweiten Lager vorgesehen ist.
Beim Stellantrieb gemäß dem vierten Aspekt kann Raum zum Bereitstellen des Begrenzungsabschnitts leicht dadurch geschaffen werden, dass der Begrenzungsabschnitt an einer Stelle nächst dem zweiten Lager angeordnet ist.
Ein Stellantrieb gemäß einem fünften Aspekt der Offenbarung ist der Stellantrieb gemäß dem vierten Aspekt, wobei der Begrenzungsabschnitt am zweiten Lager vorgesehen ist und der Begrenzungsabschnitt zwischen dem Getriebegehäuse und einem Halteelement, das am Getriebegehäuse befestigt ist, angeordnet ist.
Beim Stellantrieb gemäß dem fünften Aspekt kann eine Verschiebung des zweiten Lagers in Bezug auf das Getriebegehäuse vermieden werden, wenn die Schubkraft aus der Zwischenzahnradanordnung in das zweite Lager eingeleitet wird. Des Weiteren kann das zweite Lager dazu eingesetzt werden, eine Bewegung der Zwischenzahnradanordnung in der Drehwellenrichtung wirksam zu vermeiden, indem man eine Ausgestaltung wählt, bei der durch Anordnen des Begrenzungsabschnitts des zweiten Lagers zwischen dem Getriebegehäuse und dem Halteelement das zweite Lager am Getriebegehäuse fixiert wird.
Ein Stellantrieb gemäß einem sechsten Aspekt der Offenbarung ist der Stellantrieb gemäß einem der Aspekte eins bis fünf, wobei im Querschnitt entlang axialen Richtungen der Drehwelle und der Abtriebswelle ein Ende des ersten Zwischenzahnrades auf einer Seite der Abtriebswelle weiter zu einer Abtriebswellenseite als ein Ende des abtriebswellenseitigen Zahnrades auf einer Seite des Motors angeordnet ist.
Beim Stellantrieb gemäß dem sechsten Aspekt ermöglicht es das Anordnen des ersten Zwischenzahnrades und des abtriebswellenseitigen Zahnrades, wie oben beschrieben, eine Zunahme des Abstandes zwischen dem Motor und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad zu vermeiden. Der vorliegende Aspekt ermöglicht es hierdurch, eine Zunahme des Maßes des Stellantriebs in axialer Richtung zu vermeiden.
Ein Stellantrieb gemäß einem siebenten Aspekt der Offenbarung ist der Stellantrieb gemäß einem der Aspekte eins bis sechs, wobei Winkel des drehwellenseitigen Zahnrades, des ersten Zwischenzahnrades, des zweiten Zwischenzahnrades und des abtriebswellenseitigen Zahnrades so eingestellt sind, dass eine Richtung einer Schubkraft, die von dem in das erste Zwischenzahnrad greifenden, drehwellenseitigen Zahnrad erzeugt wird, einer Richtung einer Schubkraft, die von dem in das abtriebswellenseitige Zahnrad greifenden, zweiten Zwischenzahnrad erzeugt wird, entgegengesetzt ist.
Beim Stellantrieb gemäß dem siebenten Aspekt ermöglicht es das Einstellen der Richtung der in der Zwischenzahnradanordnung erzeugten Schubkraft, wie oben beschrieben, die aus der Zwischenzahnradanordnung in das erste Lager oder das zweite Lager eingeleitete Schubkraft zu reduzieren. Der vorliegende Aspekt ermöglicht es hierdurch, die Haltbarkeit des Stellantriebs zu verbessern.
Ein Stellantrieb gemäß einem achten Aspekt der Offenbarung ist der Stellantrieb gemäß einem der Aspekte eins bis sieben, wobei der Motor mit einem Ständer und einem in einer radialen Richtung im inneren des Ständers angeordneten Läufer ausgestaltet ist und ein Maß des Ständers in der axialen Richtung der Drehwelle kürzer als ein Maß des Ständers in einer radialen Richtung des Motors eingestellt ist.
Beim Stellantrieb gemäß dem achten Aspekt ermöglicht es das Einstellen der Maße des Ständers des Motors, wie oben beschrieben, eine Zunahme der Maße des Stellantriebs in radialer Richtung zu vermeiden.
Ein Stellantrieb gemäß einem neunten Aspekt der Offenbarung ist der Stellantrieb gemäß einem der Aspekte eins bis acht, wobei eine Drehachsenrichtung der Zwischenzahnradanordnung rechtwinklig zu einer Drehachsenrichtung der Drehwelle verläuft.
Beim Stellantrieb gemäß dem neunten Aspekt ermöglicht es das Anordnen der Drehwellenrichtung der Zwischenzahnradanordnung und der Drehwellenrichtung der Drehwelle, wie oben beschrieben, eine Verkürzung des Stellantriebs in axialer Richtung zu erreichen.
Ein Stellantrieb gemäß einem zehnten Aspekt der Offenbarung ist der Stellantrieb gemäß einem der Aspekte eins bis neun, ferner mit einem erfassten Abschnitt, der an einem Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung zum Erfassen einer Drehzahl der Zwischenzahnradanordnung vorgesehen ist.
Beim Stellantrieb gemäß dem zehnten Aspekt ist der erfasste Abschnitt zum Erfassen der Drehzahl der Zwischenzahnradanordnung am Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung vorgesehen. Im Vergleich zu Fällen, in denen der erfasste Abschnitt an einem Ende der Abtriebswelle vorgesehen ist, wird es hiermit ermöglicht, Zunahmen des Axialrichtungsmaßes des Stellantriebs zu vermeiden.
Ein Stellantrieb gemäß einem elften Aspekt der Offenbarungen ist der Stellantrieb gemäß dem zehnten Aspekt, wobei ein erfassender Abschnitt, der den erfassten Abschnitt erfasst, sich an einer Außenseite der Getriebegehäusekammer befindet.
Beim Stellantrieb gemäß dem elften Aspekt ist es nicht nötig, Raum innerhalb des Getriebegehäuses zum Anordnen des erfassenden Abschnitts vorzusehen. Dies ermöglicht es, eine Vergrößerung des Volumens des Getriebegehäuses zu vermeiden und damit das Axialrichtungsmaß des Stellantriebs weiter zu verringern.
Ein Stellantrieb gemäß einem zwölften Aspekt der Offenbarungen ist der Stellantrieb gemäß dem zehnten oder elften Aspekt, wobei der erfasste Abschnitt an einem Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung auf der Seite des zweiten Zwischenzahnrades in einem Zustand befestigt ist dergestalt, dass er sich auf einer Seite gegenüber der Seite des ersten Lagers, mit dem zweiten Lager dazwischen, befindet.
Beim Stellantrieb gemäß dem zwölften Aspekt kann der erfasste Abschnitt an der Zwischenzahnradanordnung in einem Zustand befestigt werden, in dem das erste Lager und das zweite Lager bereits an der Zwischenzahnradanordnung befestigt worden sind, indem die Anordnung des erfassten Abschnitts so eingestellt wird, wie oben beschrieben. Dies ermöglicht es, den erfassten Abschnitt zu gestalten, ohne durch einen Innendurchmesser des zweiten Lagers eingeschränkt zu sein. Eine Flexibilität bei der Ausbildung des erfassten Abschnitts (besonders bezüglich seiner Größe) kann also beibehalten werden.
Ein Stellantrieb gemäß einem dreizehnten Aspekt der Offenbarungen ist der Stellantrieb gemäß dem elften und dem zwölften Aspekt, wobei: eine Leiterplatte, mit dem erfassenden Abschnitt bestückt, auf einer Seite in einer axialen Richtung der Zwischenzahnradanordnung vorgesehen ist; und eine an der Leiterplatte befestigte Komponente und das abtriebswellenseitige Zahnrad so angeordnet sind, dass sie, entlang der axialen Richtung der Abtriebswelle betrachtet, einander überlappen.
Beim Stellantrieb gemäß dem dreizehnten Aspekt kann eine Zunahme des radialen Richtungsmaßes des Stellantriebs dadurch vermieden werden, dass die an der Leiterplatte befestigte Komponente und das abtriebswellenseitige Zahnrad so angeordnet sind, dass sie, entlang der axialen Richtung der Abtriebswelle betrachtet, einander überlappen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen werden anhand folgender Figuren ausführlich beschrieben; es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht von einer Abtriebswellenseite des Stellantriebs;
2 eine perspektivische Explosionsansicht des in 1 gezeigten Stellantriebs;
3 eine perspektivische Ansicht eines Motors;
4 eine perspektivische Ansicht eines Untersetzungsmechanismus;
5 einen Untersetzungsmechanismus in der Draufsicht;
6A einen seitlichen Querschnitt entlang der Linie 6-6 durch den in 1 gezeigten Stellantrieb;
6B einen vergrößerten Querschnitt durch einen Abschnitt, in dem zwei Lager in einem Getriebegehäusedeckel fixiert sind;
7A einen Querschnitt entlang der Linie 7A-7A durch den in 1 gezeigten Stellantrieb in der Draufsicht;
7B einen seitlichen Querschnitt entlang der Linie 7B-7B durch einen Abschnitt des in 7A gezeigten Stellantriebs in einer Vergrößerung;
8A eine mit einem Sensormagneten zum Erfassen der Drehzahl einer Abtriebswelle und mit einem Hall-Effekt-Sensor und dergleichen bestückte Leiterplatte in der Draufsicht;
8B einen seitlichen Querschnitt entsprechend 7B mit Darstellung einer Stelle, wo der Sensormagnet vorgesehen ist, in einer Vergrößerung; und
9 eine Ansicht entsprechend 8 in der Draufsicht mit Darstellung einer Leiterplatte, eines Gehäusekörpers und dergleichen eines Stellantriebs gemäß einem abgeänderten Beispiel.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Es folgt eine Erläuterung eines Stellantriebs 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 1 bis 8A. Man beachte, dass in den Zeichnungen der Richtungspfeil Z, der Richtungspfeil R und der Richtungspfeil C, soweit zutreffend, die axiale Richtung, die radiale Richtung bzw. die Umfangsrichtung eines Motors 12, der einen Abschnitt des Stellantriebs darstellt, bezeichnen. Des Weiteren beziehen sich im Folgenden, wenn nicht anders angegeben, Verweise auf die axiale Richtung, radiale Richtung und Umfangsrichtung auf die axiale Richtung, radiale Richtung und die Umfangsrichtung des Motors 12. Des Weiteren entsprechen die axiale Richtung, radiale Richtung und Umfangsrichtung des Motors 12 der axialen Richtung, radialen Richtung bzw. Umfangsrichtung einer Drehwelle 14 des Motors 12 und einer Abtriebswelle 16 des Stellantriebs 10.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist der Stellantrieb 10 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform von einer Art, die koaxial mit der Drehwelle 14 und der Abtriebswelle 16 des Motors 12 angeordnet ist, und der Stellantrieb 10 verfügt, wie in 2 gezeigt, über den Motor 12 und einen Untersetzungsmechanismus 18 zur Übertragung auf die Abtriebswelle 16, während er die Drehzahl der Drehwelle 14 des Motors 12 in einem spezifischen Untersetzungsverhältnis reduziert.
Wie in 3 gezeigt, ist der Motor 12 von der Art eines bürstenlosen Zehnpol-Zwölfschlitz-Motors mit innenliegendem Läufer. Der Motor 12 ist mit einem Ständer 20, der ein drehendes Magnetfeld erzeugt, und einem Läufer 22, der aufgrund des vom Ständer 20 erzeugten drehenden Magnetfeldes dreht, ausgestaltet.
Der Ständer 20 ist mit einem Ständerkern 26 ausgestaltet, der zwölf einzelne, in gleichmäßigen Abständen entlang der Umfangsrichtung angeordnete Zahnabschnitte 24 und zwölf einzelne, durch Wickeln (konzentriertes Wickeln) leitfähiger Drähte auf jeden der Zähne 24 des Ständerkerns 26 gebildete Spulen 28 besitzt. Dann wird der Strom zu jeder der Spulen 28 geschaltet, um ein drehendes Magnetfeld zu erzeugen. Des Weiteren ist der Ständer 20 an einem Motorgehäuse 30, das die Form eines auf einer Axialrichtungsseite (der Seite des Richtungspfeils Z) offenen Hutes hat, fixiert, und das Motorgehäuse 30 ist, wie in 1 und 2 gezeigt, durch Schrauben 32 an einem Getriebegehäuse 54, das weiter unten beschrieben wird, fixiert. Des Weiteren ist, wie in 3 gezeigt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Maß H des Ständers 20 in axialer Richtung kürzer als ein Maß D des Ständers 20 in Durchmesserrichtung eingestellt.
Wie in 3 und 6A gezeigt, ist der in radialer Richtung innerhalb des Ständers 20 angeordnete Läufer 22 mit einem in der Form einer kreisrunden Säule gebildeten Läuferkern 34, einer an einem axialen Mittenabschnitt des Läuferkerns 34 fixierten Drehwelle 14 und zehn an einem Außenumfang des Ständerkerns 26 fixierten Magneten 27 ausgestaltet (siehe 6A). Des Weiteren wird der Läufer 22 durch zwei Lager 36 vom Getriebegehäuse 54, das weiter unten beschrieben wird, und vom Motorgehäuse 30 getragen. Man beachte, dass in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Magnete 27 zwar durch flächige Dauermagnete (SPMs), die an der äußeren Umfangsfläche des Läuferkerns 34 fixiert sind, ausgestaltet sind, die vorliegende Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist, sondern die Magnete 27 als innere Dauermagnete (IPMs), die in das Innere des Läuferkerns 34 eingebettet sind, ausgestaltet sein können.
Wie in 2 gezeigt, ist der Untersetzungsmechanismus 18 mit einem drehwellenseitigen Zahnrad 38, das als eine Einheit mit der Drehwelle 14 drehfähig ist, einem abtriebswellenseitigen Zahnrad 40, das als eine Einheit mit der Abtriebswelle 16 drehfähig ist, und einem Paar Zwischenzahnradanordnungen 46, die zwischen dem drehwellenseitigen Zahnrad 38 und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad 40 vorgesehen sind und die jeweils ein erstes, in das drehwellenseitige Zahnrad 38 greifendes Zwischenzahnrad 42 und ein zweites, in das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 greifendes Zwischenzahnrad 44 besitzen, ausgestaltet.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist das drehwellenseitige Zahnrad 38 eine Schnecke, die beispielsweise durch Walzen an einem Endabschnitt auf einer Axialrichtungsseite der metallenen Drehwelle 14 gebildet wird. Man beachte, dass die Anordnung mit einer Schnecke hergestellt sein kann, die unter Verwendung eines Harzmaterials oder dergleichen, das am axialen Endabschnitt der Drehwelle 14 befestigt ist, gebildet wird.
Wie in 4 und 5 gezeigt, ist das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 an einem äußeren Umfangsabschnitt eines kreisrunden Plattenabschnitts an einem Endabschnitt an der anderen Axialrichtungsseite der Abtriebswelle 16 vorgesehen, wodurch es ermöglicht wird, dass das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 und die Abtriebswelle 16 als eine Einheit drehen. Des Weiteren ist das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 ein Hypoidrad, das mit fünfundvierzig Zähnen gebildet wird und das, von der Seite betrachtet, auf die andere Axialrichtungsseite zu allmählich immer schmaler wird. Des Weiteren befindet sich in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das Ende des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 auf der anderen Axialrichtungsseite, also Zahnköpfe 40A des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40, weiter zur anderen Axialrichtungsseite als eine Fläche auf der anderen Axialrichtungsseite des kreisförmigen Plattenabschnitts 16A der Abtriebswelle 16.
Das Paar der Zwischenzahnradanordnungen 46 ist zwischen dem drehwellenseitigen Zahnrad 38 und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad 40 vorgesehen, und die zwei Zwischenzahnradanordnungen 46 sind, in axiale Richtung betrachtet, punktsymmetrisch zueinander angeordnet, wobei die Mitte der Drehwelle 14 und der Abtriebswelle 16 den Mittelpunkt der Symmetrie darstellt und die zwei Zwischenzahnradanordnungen 46 parallel zueinander angeordnet sind. Des Weiteren besitzt jede der Zwischenzahnradanordnungen 46 einen metallenen, stabförmigen Wellenabschnitt 48, der in eine zur axialen Richtung rechtwinklige Richtung verläuft, wobei das erste Zwischenzahnrad 42 und das zweite Zwischenzahnrad 44 an der einen Seite bzw. anderen Seite in Längsrichtung des Wellenabschnitts 48 vorgesehen sind.
Ein Endabschnitt auf einer Seite in Längsrichtung des Wellenabschnitts 48 besitzt einen ersten fixierenden Lagerabschnitt 48A, an dem der innere Laufring eines ersten Lagers 50, das als ein erstes Lager dient, durch Presspassung fixiert ist. Des Weiteren besitzt ein Endabschnitt auf der anderen Seite in Längsrichtung des Wellenabschnitts 48 einen zweiten fixierenden Lagerabschnitt 48B, an dem ein innerer Laufring eines zweiten Lagers 52, das als ein zweites Lager mit einem größeren Durchmesser als das erste Lager 50 dient, durch Presspassung fixiert ist. Man beachte, dass in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform beide Endabschnitte in Längsrichtung des Wellenabschnitts 48 an vier Stellen entlang der Umfangsrichtung so gebördelt sind, dass das erste Lager 50 und das zweite Lager 52 sich nicht vom fixierenden Abschnitt 48A des ersten Lagers und vom fixierenden Abschnitt 48B des zweiten Lagers lösen können (siehe 7B). Des Weiteren besitzt ein Zwischenabschnitt entlang dem Wellenabschnitt 48 zwischen der Stelle, an der sich das erste Zwischenzahnrad 42 befindet, und der Stelle, an der sich das zweite Zwischenzahnrad 44 befindet, einen verbindenden Abschnitt 48C, dessen Durchmesser kleiner als die Außendurchmesser des ersten Zwischenzahnrades 42 und des zweiten Zwischenzahnrades 44 ist. Des Weiteren wird, wie in 7B gezeigt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Flanschabschnitt 52B, der als ein Begrenzungsabschnitt dient, an einem Endabschnitt auf einer Seite eines äußeren Laufrings 52A des zweiten Lagers 52 gebildet.
Wie in 4 und 5 gezeigt, ist das erste Zwischenzahnrad 42 ein Schneckenrad, das siebzehn Zähne hat und in das drehwellenseitige Zahnrad 38 greift. Das erste Zwischenzahnrad 42 ist weiter zu der in Längsrichtung anderen Seite (der Seite des fixierenden Abschnitts 48B des zweiten Lagers) des Wellenabschnitts 48 als der fixierende Abschnitt 48 des ersten Lagers des Wellenabschnitts 48 vorgesehen. Des Weiteren ist das erste Zwischenzahnrad 42 aus Harz hergestellt, und das erste Zwischenzahnrad 42 ist so ausgestaltet, dass es durch Befestigen des ersten Zwischenzahnrades 42 an dem Wellenabschnitt 48 als eine Einheit mit dem Wellenabschnitt 48 drehfähig ist. Des Weiteren wird beim Drehen der Abtriebswelle 16 des Motors 12, von der einen Axialrichtungsseite aus betrachtet, im Uhrzeigersinn (Drehung in Richtung des Pfeils CW) aufgrund des Eingriffs des drehwellenseitigen Zahnrades 38 in die ersten Zwischenzahnräder 42 in jeder der Zwischenzahnradanordnungen 46 eine Schubkraft F1 erzeugt. Der Winkel des drehwellenseitigen Zahnrades 38 in Bezug auf die axiale Richtung der Drehwelle 14 und der Winkel des ersten Zwischenzahnrades 42 in Bezug auf eine axiale Richtung des Wellenabschnitts 48 sind so eingestellt, dass die Schubkraft F1 von der einen Seite zur anderen Seite entlang dem Wellenabschnitt 48 (vom fixierenden Abschnitt 48A des ersten Lagers in Richtung des fixierenden Abschnitts 48B des zweiten Lagers) gerichtet ist.
Das zweite Zwischenzahnrad 44 ist ein Hypoidritzelrad mit dreizehn Zähnen, das in das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 greift. Das zweite Zwischenzahnrad 44 wird so gebildet, dass es auf die eine Seite in Längsrichtung des Wellenabschnitts 48 zu (die Seite des fixierenden Abschnitts 48A des ersten Lagers) immer schmaler wird. Des Weiteren ist das zweite Zwischenzahnrad 44 weiter zu der in Längsrichtung einen Seite des Wellenabschnitts 48 (der Seite des fixierenden Abschnitts 48A des ersten Lagers) als der fixierende Abschnitt 48B des zweiten Lagers des Wellenabschnitts 48 vorgesehen. Des Weiteren wird in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das zweite Zwischenzahnrad 44 an der oben beschriebenen Stelle des Wellenabschnitts 48 durch Walzen an einem Abschnitt des Wellenabschnitts 48 gebildet. Des Weiteren wird beim Drehen der Abtriebswelle 16 des Motors 12, von der einen Axialrichtungsseite der Abtriebswelle 16 aus betrachtet, im Uhrzeigersinn (Drehung in Richtung des Pfeils CW) aufgrund des Eingriffs der zweiten Zwischenzahnräder 44 in das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 in jeder der Zwischenzahnradanordnungen 46 eine Schubkraft F2 erzeugt. Der Winkel des zweiten Zwischenzahnrades 44 in Bezug auf die axiale Richtung der Wellenabschnitts 48 und der Winkel des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 in Bezug auf die radiale Richtung der Abtriebswelle 16 sind so eingestellt, dass die Schubkraft F2 von der anderen Seite zur einen Seite entlang dem Wellenabschnitt 48 (von der Seite des fixierenden Abschnitt 48B des zweiten Lagers zur Seite des fixierenden Abschnitts 48A des ersten Lagers) gerichtet ist. Die Winkel des drehwellenseitigen Zahnrades 38, des ersten Zwischenzahnrades 42, des zweiten Zwischenzahnrades 44 und des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 sind also so eingestellt, dass die Richtung der Schubkraft F2 und die Richtung der Schubkraft F1, die in den Zwischenzahnradanordnungen 46 erzeugt werden, einander entgegengesetzt sind. Des Weiteren ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die in den Zwischenzahnradanordnungen 46 erzeugte Schubkraft F1 während des Betriebs des Stellantriebs 10 kleiner als die Schubkraft F2.
Wie in 6A gezeigt, befindet sich der oben beschriebene Untersetzungsmechanismus 18 innerhalb einer Getriebegehäusekammer 56, die innerhalb des Getriebegehäuses 54, das an der einen Axialrichtungsseite des Motors 12 vorgesehen ist, gebildet wird. Das Getriebegehäuse 54, das die Getriebegehäusekammer 56 bildet, besitzt einen Getriebegehäusekörper 58, der die Form eines auf der Seite der Abtriebswelle 16 offenen Kastens hat, und einen Getriebegehäusedeckel 60, der das offene Ende des Getriebegehäusekörpers 58 abschließt.
Ein Drehwelleneinsteckloch 58A, durch das die Drehwelle 14 gesteckt ist, wird an einem mittigen Abschnitt in radialer Richtung des Getriebegehäusekörpers 58 gebildet. Des Weiteren ist, wie in 7A gezeigt, ein Paar Zwischenzahnradanordnungen aufnehmende Abschnitte 58B, die die zwei oben beschriebenen Zwischenzahnradanordnungen 46 aufnehmen, auf der einen Radialrichtungsseite bzw. der anderen Radialrichtungsseite des Getriebegehäusekörpers 58 beiderseits der Mitte des Drehwelleneinstecklochs 58A vorgesehen. Des Weiteren wird ein Tragloch 58C für das erste Lager, in das der äußere Laufring des ersten Lagers 50 mit Spiel eingesetzt ist, zu einem Ende (in radialer Richtung innerhalb) jedes der Zwischenzahnradanordnungen aufnehmenden Abschnitte 58B gebildet. Des Weiteren wird, wie in 7B gezeigt, das Tragloch 58D für das zweite Lager, in das ein Abschnitt 52C des äußeren Laufrings 52A des zweiten Lagers 52, der nicht mit dem Flanschabschnitt 52B gebildet wird, mit Spiel eingesetzt ist, zum anderen Ende (in radialer Richtung außerhalb) jedes der Zwischenzahnradanordnungen aufnehmenden Abschnitte 58B gebildet. Die Zwischenzahnradanordnungen 46, mit befestigtem erstem Lager 50 und zweitem Lager 52, sind in das Tragloch 58D für das zweite Lager so eingesteckt, dass eine Bewegung des zweiten Lagers 52 in Richtung der Innenseite des Getriebegehäuses 54 (Bewegung in Richtung der Seite des ersten Zwischenzahnrades 42) dadurch begrenzt wird, dass der Flanschabschnitt 52B des zweiten Lagers 52 an einen Umfangskantenabschnitt 58E des Traglochs 58D für das zweite Lager stößt. Des Weiteren ist ein Halteelement 62 für das zweite Lager, das als Halteelement dient, mit Schrauben 64 so am Getriebegehäusekörper 58 befestigt (siehe 2), dass der Flanschabschnitt 52B des zweiten Lagers 52 sich zwischen dem Umfangskantenabschnitt 58E des Traglochs 58D für das zweite Lager und einem Halteelement 62 für das zweite Lager befindet. Hierdurch sind die Zwischenzahnradanordnungen 46, fixiert mit dem ersten Lager 50 und dem zweiten Lager 52, am Getriebegehäusekörper 58 befestigt. Des Weiteren ist der Flanschabschnitt 52B des zweiten Lagers 52 zwischen dem Umfangskantenabschnitt 58E des Traglochs 58D für das zweite Lager und dem Halteelement 62 für das zweite Lager so angeordnet, dass Schubkraft in Richtung der einen Seite und der anderen Seite in Längsrichtung des Wellenabschnitts 48 vom zweiten Lager 52 getragen werden kann. Man beachte, dass, wie in 1 gezeigt, die Starrheit beeinflussende untere Rippen 58F aus dem Außenumfangsabschnitt des Getriebegehäusekörpers 58 vorstehen.
Des Weiteren ist, wie in 6A gezeigt, ein Paar Lager 66, die die Abtriebswelle 16 tragen und aneinander angrenzend in axialer Richtung angeordnet sind, an einem in einer radialen Richtung mittigen Abschnitt des Getriebegehäusedeckels 60 fixiert. Genauer gesagt, der zylindrisch geformte Lagereinsetzabschnitt 60C ist an einem mittigen Abschnitt in radialer Richtung des Getriebegehäusedeckels 60 vorgesehen. Des Weiteren ist ein flanschförmiger Lageranstoßabschnitt 60D, der in radialer Richtung innen hervorragt, an einem Endabschnitt in axialer Richtung des Lagereinsetzabschnitts 60C vorgesehen. Das Paar der Lager 66 ist von der anderen Axialrichtungsseite aus in Richtung der einen Axialrichtungsseite in den Lagereinsetzabschnitt 60C so eingesetzt, dass der äußere Laufring des Lagers 66, der sich auf der einen Axialrichtungsseite befindet, an den Lageranstoßabschnitt 60D stößt. Ein Abschnitt des Lagereinsetzabschnitts 60C auf der anderen Axialrichtungsseite (der Abschnitt mit Bezugszeichen 60E, siehe auch 6B) ist so gebördelt, dass das Paar der Lager 66 den Lagereinsetzabschnitt 60C nicht verlassen kann. Des Weiteren befindet sich eine Scheibe 68 zwischen dem inneren Laufring des Lagers 66, der auf der anderen Axialrichtungsseite des Paares der Lager 66 angeordnet ist, und dem kreisförmigen Plattenabschnitt 16A, der auf der anderen Axialrichtungsseite der Abtriebswelle 16 angeordnet ist. Des Weiteren ist in einem Zustand, in dem die Abtriebswelle 16 in den inneren Laufring des Paares der Lager 66 eingesetzt ist, ein Halteelement 70 an der Abtriebswelle 16 befestigt. Der innere Laufring des Paares der Lager 66 wird hierdurch in einen Zustand zwischen dem Halteelement 70 und dem kreisförmigen Plattenabschnitt 16A der Abtriebswelle 16 gebracht. Infolgedessen kann die Abtriebswelle 16 das Paar der Lager 66 nicht verlassen. Die Anwendung der obigen Ausgestaltung begrenzt eine Bewegung der Abtriebswelle 16 in Bezug auf den Getriebegehäusedeckel 60 in axialer Richtung. Eine Last in axialer Richtung, die auf die Abtriebswelle 16 ausgeübt wird, wird durch das Paar der Lager 66 auf den Getriebegehäusedeckel 60 verteilt, und die auf den Getriebegehäusedeckel weitergeleitete Last wird durch Schrauben 74 (siehe 2), wie weiter unten beschrieben, auf den Getriebegehäusekörper 58 verteilt. Des Weiteren ist eine Kappe 72 mit einem Einsteckloch, durch das die Abtriebswelle 16 eingesteckt ist, am Getriebegehäusedeckel 60 befestigt. Hierdurch werden Wassertropfen und dergleichen, die auf dem Stellantrieb 10 haften, daran gehindert, auf die Seite des Lagers 66 zu gelangen. Man beachte, dass, wie in 1 gezeigt, obere Rippen 60A, die die Stelle, an der das Paar der Lager 66 fixiert ist, verstärken, aus dem Getriebegehäusedeckel 60 vorstehen. Des Weiteren stehen drei Vorsprünge 60B, die in Abständen entlang dem Umfang angeordnet sind, aus dem Getriebegehäusedeckel 60 vor. In den Zeichnungen nicht gezeigte Schrauben sind in die drei Vorsprünge 60B eingeschraubt, damit der Stellantrieb 10 an einer Fixiervorrichtung oder dergleichen eines Kraftfahrzeugs fixiert werden kann.
Durch Fixieren des oben beschriebenen Getriebegehäusedeckels 60 am Getriebegehäusekörper 58 durch die Schrauben 74 (siehe 2) wird hierdurch die Getriebegehäusekammer 56, in der das drehwellenseitige Zahnrad 38, die Zwischenzahnradanordnungen 46 und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40, aus denen sich der Untersetzungsmechanismus 18 zusammensetzt, untergebracht sind, zwischen dem Getriebegehäusedeckel 60 und dem Getriebegehäusekörper 58 gebildet. In einem Zustand, in dem das drehwellenseitige Zahnrad 38, die Zwischenzahnradanordnungen 46 und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 in der Getriebegehäusekammer 56 untergebracht sind, befindet sich in einer Querschnittsansicht entlang der axialen Richtung des Motors das Ende auf der Seite der Abtriebswelle 16 des ersten Zwischenzahnrades 42 (Zahnköpfe 42A des ersten Zwischenzahnrades 42) weiter zur Seite der Abtriebswelle 16 als das motorseitige Ende des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 (die Zahnköpfe 40A des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40).
Des Weiteren ist, wie in 8A gezeigt, in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine Leiterplatte 80, die mit einem Sensormagnet 76, der als erfasster Abschnitt zum Erfassen der Drehzahl und des Drehwinkel der Abtriebswelle 16 dient, und mit einem Hall-Effekt-Sensor 78, der als erfassender Abschnitt zum Erfassen des Magnetismus des Sensormagnets 76 dient, bestückt ist, vorgesehen.
Wie in 8B gezeigt, ist der Sensormagnet 76 an einem Endabschnitt auf der in Längsrichtung anderen Seite (einem Endabschnitt auf der Seite des fixierenden Abschnitts 48B des zweiten Lagers) des Wellenabschnitts 48 einer der Zwischenzahnradanordnungen 46 durch Verwendung eines Sensormagnettragelements 90 fixiert. Das Sensormagnettragelement 90 besitzt einen Presssitzabschnitt 90A in der Form einer kreisrunden Säule, der in ein Presssitzloch 48D, das in einem Endabschnitt des Wellenabschnitts 48 auf dessen in Längsrichtung anderen Seite gebildet wird, eingepresst ist. Des Weiteren besitzt das Sensormagnettragelement 90 einen kreisrunden Plattenabschnitt 90B, der an einem Ende des Presssitzabschnitts 90A vorgesehen ist, wobei eine axiale Richtung davon entlang einer axialen Richtung des Presssitzabschnitts 90A verläuft. Der kreisrunde Plattenabschnitt 90B besitzt einen Hakenabschnitt 90C, der an einem äußeren Umfangsabschnitt des kreisrunden Plattenabschnitts 90B gebildet wird. Der Sensormagnet 76 wird vom Hakenabschnitt 90C und dem kreisrunden Plattenabschnitt 90B so gehalten, dass der Sensormagnet 76 am Sensormagnettragelement 90 fixiert ist. Des Weiteren ist in einem Zustand, in dem der Sensormagnet 76 am Sensormagnettragelement 90 fixiert ist, der Presssitzabschnitt 90A des Sensormagnettragelements 90 in das Presssitzloch 48D, das im Endabschnitt des Wellenabschnitts 48 auf dessen in Längsrichtung anderen Seite gebildet wird, eingepresst. Der Sensormagnet 76 wird hierdurch am Wellenabschnitt 48 fixiert, wobei der Sensormagnet 76 so ausgestaltet ist, dass er als eine Einheit mit dem Wellenabschnitt 48 drehfähig ist.
Des Weiteren ist die Leiterplatte 80 am Getriebegehäusekörper 58 durch ein Leiterplattentragelement, das in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, in einem Zustand fixiert, in dem die Leiterplatte 80 sich an der Außenseite des Getriebegehäuses 54 (der Außenseite der Getriebegehäusekammer 56) befindet. Des Weiteren ist ein Leiterplattenabdeckelement, das in den Zeichnungen nicht gezeigt wird, am Getriebegehäusekörper 58 befestigt, wodurch eine Ausgestaltung erreicht wird, bei der die Leiterplatte 80 sich innerhalb eines abgesperrten Raums, der zwischen dem Getriebegehäusekörper 58 und dem Leiterplattenabdeckelement gebildet wird, befindet. Des Weiteren befindet sich in einem Zustand, in dem die Leiterplatte 80 am Getriebegehäusekörper 58 fixiert ist, der auf der Leiterplatte 80 montierte Hall-Effekt-Sensor 78 auf der in Längsrichtung anderen Seite des Wellenabschnitts 48 einer der Zwischenzahnradanordnungen 46 und hat einen spezifischen Abstand vom Sensormagnet 76.
Betrieb und vorteilhafte Wirkungen der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform
Es folgt nun eine Erläuterung des Betriebs und der vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, dreht beim Stellantrieb 10 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das drehwellenseitige Zahnrad 38 mit der Drehwelle 14, wenn die Drehwelle 14 des Motors 12 dreht. Des Weiteren drehen die ersten Zwischenzahnräder 42, die in das drehwellenseitige Zahnrad 38 greifen, mit den zweiten Zwischenzahnrädern 44, wenn das drehwellenseitige Zahnrad 38 dreht. Es drehen also die Zwischenzahnradanordnungen 46. Des Weiteren dreht auch das abtriebswellenseitige Zahnrad 40, das in die zweiten Zwischenzahnräder 44 der Zwischenzahnradanordnungen 46 greift, wenn die Zwischenzahnradanordnungen 46 drehen. Deshalb dreht die Abtriebswelle 16.
Um in Ausgestaltungen, in denen eine Zwischenzahnradanordnung 46 überstehend getragen wird, einen Mittenversatz der Zwischenzahnradanordnung 46 während des Betriebs des Stellantriebs 10 zu vermeiden, ist es denkbar, dass eine Erhöhung der Dicke des die Zwischenzahnradanordnung 46 tragenden Abschnitts nötig sein wird oder eine Erhöhung der Starrheit etwa durch Vergrößern des Durchmessers der Zwischenzahnradanordnung 46 nötig sein wird.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie in 7A gezeigt, werden jedoch die Endabschnitte der Zwischenzahnradanordnung 46 auf der Seite des ersten Zwischenzahnrades 42 und auf der Seite des zweiten Zwischenzahnrades 44 vom ersten Lager 50 bzw. vom zweiten Lager 52 getragen. Die beiden Endabschnitte in Längsrichtung der Zwischenzahnradanordnungen werden also vom ersten Lager 50 und vom zweiten Lager 52 getragen. Hierdurch wird eine Zunahme der Größe der die Zwischenzahnradanordnungen 46 tragenden Abschnitte vermieden, oder es wird vermieden, dass die Zwischenzahnradanordnung 46 im Vergleich zu Ausgestaltungen, bei denen die Zwischenzahnradanordnungen 46 überstehend getragen werden, in radialer Richtung größer wird. Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform kann hierdurch eine Zunahme der Baugröße des Stellantriebs 10 vermeiden.
Des Weiteren ermöglicht in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das Einstellen des Durchmessers des zweiten Lagers 52, das die in jeder der Zwischenzahnradanordnungen 46 erzeugte Schubkraft trägt, sodass er größer als der Durchmesser des ersten Lagers 50 ist, die Haltbarkeit des Stellantriebs 10 zu verbessern.
Des Weiteren ermöglicht in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform das Einstellen der Winkel des drehwellenseitigen Zahnrades 38, des ersten Zwischenzahnrades 42, des zweiten Zwischenzahnrades 44 und des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 in Bezug auf eine spezifische Achse, sodass die Richtung der Schubkraft F2 und die Richtung der Schubkraft F1, die in jeder der Zwischenzahnradanordnungen 46 erzeugt werden, einander entgegengesetzt sind, die von den Zwischenzahnradanordnungen in das zweite Lager 52 eingeleitete Schubkraft (die kombinierte Kraft aus der Schubkraft F1 und der Schubkraft F2) zu reduzieren. Hierdurch wird es in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ermöglicht, die Haltbarkeit des Stellantriebs 10 zu verbessern.
Des Weiteren befindet sich in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie in 6A gezeigt, in einem Zustand, in dem das drehwellenseitige Zahnrad 38, die Zwischenzahnradanordnung 46 und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 in der Getriebegehäusekammer 56 untergebracht sind, in der Querschnittsansicht in der axialen Richtung des Motors 12 das Ende des ersten Zwischenzahnrades 42 auf der Seite der Abtriebswelle 16 (die Zahnköpfe 42A des ersten Zwischenzahnrades 42) weiter zur Seite der Abtriebswelle 16 als das Ende des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 auf der Motorseite (die Zahnköpfe 40A des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40). Das Anordnen des ersten Zwischenzahnrades 42 und des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40, wie oben beschrieben, ermöglicht es, eine Zunahme des Abstandes zwischen dem Motor 12 und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad 40 zu vermeiden. Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform ermöglicht es hierdurch, eine Zunahme des Maßes des Stellantriebs 10 in axialer Richtung zu vermeiden.
Des Weiteren ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie in 3 gezeigt, das Maß H des Ständers 20 in axialer Richtung kürzer als das Maß D des Ständers 20 in Durchmesserrichtung eingestellt. Das Einstellen der Maße im Ständer 20 des Motors 12, wie beschrieben, ermöglicht es, Zunahmen des Maßes des Stellantriebs 10 in axialer Richtung zu vermeiden.
Des Weiteren ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie in 4 bis 8A gezeigt, das Paar der Zwischenzahnradanordnungen 46 zwischen dem drehwellenseitigen Zahnrad 38 und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad 40 vorgesehen, und dies ermöglicht es, die Antriebskraft des drehwellenseitigen Zahnrades 38 durch das Paar der Zwischenzahnradanordnungen 46 zu verteilen und zum abtriebswellenseitigen Zahnrad 40 zu übertragen. Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform ermöglicht es hierdurch, die Drehmomentübertragungsfähigkeit des Untersetzungsmechanismus 18 zu erhöhen.
Des Weiteren ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wie in 8A gezeigt, der Sensormagnet 76 zum Erfassen der Drehzahl und des Drehwinkels der Abtriebswelle 16 am Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung 46 vorgesehen. Im Vergleich zu Fällen, in denen der Sensormagnet 76 am Endabschnitt der Abtriebswelle 16 auf der anderen Axialrichtungsseite (zum kreisrunden Plattenabschnitt 16A) vorgesehen ist, kann eine Zunahme des Maßes des Stellantriebs 10 in axialer Richtung hierdurch vermieden werden. Man beachte, dass die Drehzahl und der Drehwinkel der Abtriebswelle 16 durch Multiplizieren des Verhältnisses des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 zum zweiten Zwischenzahnrad 44 mit der Drehzahl und dem Drehwinkel der Zwischenzahnradanordnung 46 berechnet werden. Des Weiteren ermöglicht das Berechnen der Drehzahl und des Drehwinkels der Abtriebswelle 16 durch diese Berechnung eine höhere Präzision (Auflösung) der Drehzahl und des Drehwinkels der Abtriebswelle 16.
Des Weiteren ist in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der Sensormagnet 76 am Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung 46 auf der Seite des zweiten Zwischenzahnrades 44 durch Verwendung des Sensormagnettragelements 90 in einem Zustand befestigt, in dem der Sensormagnet 76 sich auf der gegenüberliegenden Seite in Bezug auf das zweite Lager 52 zur Seite des ersten Lagers 50 befindet. Hierdurch wird es ermöglicht, den Sensormagnet 76 an der Zwischenzahnradanordnung 46 in einem Zustand zu befestigen, in dem das erste Lager 50 und das zweite Lager 52 bereits an der Zwischenzahnradanordnung 46 befestigt worden sind. Dies ermöglicht es, die Form des Sensormagnets 76 auszugestalten, ohne durch den Innendurchmesser des zweiten Lagers 52 eingeschränkt zu sein. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann also die Flexibilität bei der Ausbildung des Sensormagnets 76 (insbesondere hinsichtlich der Größe) beibehalten werden.
Des Weiteren kann in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform durch Anwenden einer Ausgestaltung, bei der in der Getriebegehäusekammer 56 kein Raum für das Anordnen der Leiterplatte 80 und des auf der Leiterplatte 80 montierten Hall-Effekt-Sensors 78 vorhanden ist, eine Vergrößerung des Volumens der Getriebegehäusekammer 56 vermieden werden, wodurch es ermöglicht wird, eine Zunahme des Maßes des Stellantriebs 10 in axialer Richtung zu vermeiden.
Des Weiteren verlaufen in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform die Drehachsenrichtung der Drehachse der Zwischenzahnradanordnung 46 und die Drehachsenrichtung der Abtriebswelle 16 zueinander rechtwinklig. Ein Anordnen in dieser Weise ermöglicht es, eine Reduzierung des Axialrichtungsmaßes des Stellantriebs 10 zu erreichen.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wurde ein Beispiel mit einer Leiterplatte 80, die mit einem Sensormagnet 76 zum Erfassen der Drehzahl und des Drehwinkels der Abtriebswelle 16 und mit einem Hall-Effekt-Sensor 78 zum Erfassen des Magnetismus des Sensormagnets 76 bestückt ist, erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann bei einem Stellantrieb, bei dem keine Notwendigkeit besteht, die Drehzahl und den Drehwinkel der Abtriebswelle 16 zu regeln, eine Ausgestaltung herbeigeführt werden, bei der die mit dem Sensormagnet 76 und dem Hall-Effekt-Sensor 78 bestückte Leiterplatte 80 nicht vorgesehen ist.
Des Weiteren wurde in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei dem das Paar der Zwischenzahnradanordnungen 46 zwischen dem drehwellenseitigen Zahnrad 38 und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad 40 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine einzelne Zwischenzahnradanordnung 46 zwischen dem drehwellenseitigen Zahnrad 38 und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad 40 vorgesehen sein. Die Zahl der Zwischenzahnradanordnungen 46 kann unter Berücksichtigung der Drehmomentübertragungsfähigkeit des Untersetzungsmechanismus 18 und dergleichen auf diese Weise dementsprechend eingestellt werden.
Des Weiteren wurde in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei dem der Stellantrieb 10 mit einem Motor 12 ausgestaltet ist, bei dem das Maß H des Ständers 20 in axialer Richtung kürzer als das Maß D des Ständers 20 in Durchmesserrichtung eingestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Stellantrieb mit einem Motor ausgestaltet sein, bei dem das Maß des Ständers in axialer Richtung länger als der Durchmesser des Ständers eingestellt ist. Des Weiteren kann der Stellantrieb zum Beispiel mit einem bürstenlosen Außenläufermotor oder einem Gleichstrombürstenmotor ausgestaltet sein.
Des Weiteren wurde in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei dem die Winkel des drehwellenseitigen Zahnrades 38, des ersten Zwischenzahnrades 42, des zweiten Zwischenzahnrades 44 und des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 in Bezug auf eine spezifische Achse so eingestellt sind, dass die Richtung der Schubkraft F2 und die Richtung der Schubkraft F1, die in den Zwischenzahnradanordnungen 46 erzeugt werden, einander entgegengesetzt sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Richtung der Schubkraft F2 und die Richtung der Schubkraft F1, die in den Zwischenzahnradanordnungen 46 erzeugt werden, können unter Berücksichtigung zum Beispiel der Verarbeitungskosten für jedes der Zahnräder, aus denen der Untersetzungsmechanismus 18 sich zusammensetzt, dementsprechend eingestellt sein.
Des Weiteren wurde in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei dem der Durchmesser des zweiten Lagers 52 größer als der Durchmesser des ersten Lagers 50 eingestellt ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Der Durchmesser des ersten Lagers 50 und des zweiten Lagers 52 kann unter Berücksichtigung zum Beispiel der für das erste Lager 50 und das zweite Lager 52 geforderten Lebensdauer dementsprechend eingestellt sein.
Des Weiteren wurde in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei dem das Ende des ersten Zwischenzahnrades 42 auf der Seite der Abtriebswelle 16 (die Zahnköpfe 42A des ersten Zwischenzahnrades 42) sich weiter zur Seite der Abtriebswelle 16 als das Ende des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40 auf der Motorseite (die Zahnköpfe 40A des abtriebswellenseitigen Zahnrades 40) in einem Zustand befindet, in dem das drehwellenseitige Zahnrad 38, die Zwischenzahnradanordnung 46 und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 in der Getriebegehäusekammer 56 untergebracht sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Ob das erste Zwischenzahnrad 42 und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 angeordnet sind, wie oben beschrieben, oder nicht, kann unter Berücksichtigung zum Beispiel des Untersetzungsverhältnisses des Untersetzungsmechanismus 18 dementsprechend eingestellt sein.
Des Weiteren wurde in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel erläutert, bei dem die Drehachsenrichtung der Zwischenzahnradanordnung 46 und die Drehachsenrichtung der Abtriebswelle 16 zueinander rechtwinklig verlaufen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann die Zwischenzahnradanordnung 46 in Bezug auf eine Richtung, die rechtwinklig zur axialen Richtung der Abtriebswelle 16 verläuft, so geneigt angeordnet sein, dass das zweite Zwischenzahnrad 44 sich weiter zur anderen Axialrichtungsseite als das erste Zwischenzahnrad 42 befindet.
Des Weiteren wurde in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beispiel erläutert, das so ausgestaltet ist, dass der Flanschabschnitt 52B des zweiten Lagers 52 sich zwischen dem Umfangskantenabschnitt 58E des Traglochs 58D für das zweite Lager und dem Halteelement 62 für das zweite Lager befindet, wodurch er eine Bewegung in Bezug auf den Getriebegehäusekörper 58 jeder der Zwischenzahnradanordnungen 46, an denen das erste Lager 50 und das zweite Lager 52 fixiert sind, begrenzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Es genügt also, einen Begrenzungsabschnitt mindestens am zweiten Lager 52 oder an der Zwischenzahnradanordnung 46 so vorzusehen, dass eine Bewegung der Zwischenzahnradanordnung 46 in Bezug auf den Getriebegehäusekörper 58 begrenzt wird.
Abgeändertes Beispiel für die obige beispielhafte Ausführungsform
Es folgt nun eine Erläuterung eines Stellantriebs 82 gemäß einem abgeänderten Beispiel für die obige beispielhafte Ausführungsform unter Bezug auf 9. Man beachte, dass Elemente und Abschnitte mit einer Funktionsweise, die der obigen beispielhaften Ausführungsform ähnlich ist, mit denselben Bezugszeichen versehen sind wie in der obigen beispielhaften Ausführungsform, und auf ihre Erläuterung wird verzichtet.
Wie in 9 gezeigt, ist der Stellantrieb 82 gemäß dem vorliegenden abgeänderten Beispiel mit einer Leiterplatte 80 mit einer Motorantriebsregelung 84, die die Drehung des Motors 12 regelt, und einem Abtriebswellenwinkelerfassungsteil 86, der die Drehzahl und den Drehwinkel der Abtriebswelle 16 erfasst, versehen. Des Weiteren ist ein Kondensator 88, der als eine auf der Leiterplatte befestigte Komponente dient, auf der Oberfläche der Motorantriebsregelung 84 auf einer Seite des Getriebegehäusekörpers 58 befestigt (montiert). Der an der Motorantriebsregelung 84 befestigte Kondensator 88 und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 sind so angeordnet, dass sie, entlang der axialen Richtung des Motors 12 betrachtet, einander überlappen. Des Weiteren ergibt in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Verengen eines Abschnitts der Getriebegehäusekammer 56 der obigen beispielhaften Ausführungsform eine Ausgestaltung, bei der der Kondensator 88 an der Außenseite der Getriebegehäusekammer 56 und entlang der Seite einer der Zwischenzahnradanordnungen 46 (in radialer Richtung außerhalb einer der Zwischenzahnradanordnungen 46) angeordnet ist.
Im vorliegenden abgeänderten Beispiel, das oben erläutert wurde, sind der Kondensator 88, der an der Leiterplatte 80 befestigt ist, und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 so angeordnet, dass sie, entlang der axialen Richtung betrachtet, einander überlappen, wodurch vermieden wird, dass der Kondensator 88 in radialer Richtung außerhalb des Stellantriebs 82 in Bezug auf die Leiterplatte 80 hervorragt. Dies ermöglicht es, eine Zunahme der Größe des Stellantriebs 82 in radialer Richtung zu vermeiden.
Man beachte, dass im vorliegenden abgeänderten Beispiel ein Beispiel erläutert wurde, bei dem der an der Leiterplatte 80 befestigte Kondensator 88 und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 so angeordnet sind, dass sie, entlang der axialen Richtung betrachtet, einander überlappen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Wenn zum Beispiel eine an der Leiterplatte 80 befestigte Wärmesenke, ein Transistor oder dergleichen und das abtriebswellenseitige Zahnrad 40 so angeordnet sind, dass sie, entlang der axialen Richtung betrachtet, einander überlappen, so ermöglicht dies ebenfalls, eine Zunahme der Größe des Stellantriebs 82 in radialer Richtung zu vermeiden. Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Beschreibung beschränkt, und selbstverständlich können andere als die beschriebenen Abänderungen in einem Umfang, der nicht vom vorliegenden Erfindungsgedanken abweicht, vorgenommen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-529731 [0002]
JP 2014-42431 A [0004]

Claims

Stellantrieb, aufweisend: einen Motor mit einer Drehwelle; eine koaxial mit der Drehwelle angeordnete Abtriebswelle; ein als eine Einheit mit der Drehwelle drehbares, drehwellenseitiges Zahnrad; ein als eine Einheit mit der Abtriebswelle drehbares, abtriebswellenseitiges Zahnrad; eine Zwischenzahnradanordnung, die in das drehwellenseitige Zahnrad und das abtriebswellenseitige Zahnrad greift und das zwischen dem drehwellenseitigen Zahnrad und dem abtriebswellenseitigen Zahnrad vorgesehen ist, wobei die Zwischenzahnradanordnung ein erstes Zwischenzahnrad und ein zweites Zwischenzahnrad besitzt, das als eine Einheit mit dem ersten Zwischenzahnrad drehbar vorgesehen ist und weiter in einer radialen Richtung außerhalb des Motors als das erste Zwischenzahnrad angeordnet ist; ein erstes Lager, das einen Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung auf einer Seite des ersten Zwischenzahnrades trägt; und ein zweites Lager, das einen anderen Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung auf einer Seite des zweiten Zwischenzahnrades trägt.
Stellantrieb nach Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser des zweiten Lagers größer als ein Außendurchmesser des ersten Lagers ist.
Der Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2 weist ferner ein Getriebegehäuse auf, wobei: das drehwellenseitige Zahnrad, das abtriebswellenseitige Zahnrad und die Zwischenzahnradanordnung innerhalb des Getriebegehäuses untergebracht sind; und ein Begrenzungsabschnitt, der eine Bewegung der Zwischenzahnradanordnung in Richtung der Seite des ersten Zwischenzahnrades in Bezug auf das Getriebegehäuse begrenzt, mindestens am Getriebegehäuse, am zweiten Lager oder an der Zwischenzahnradanordnung vorgesehen ist.
Stellantrieb nach Anspruch 3, wobei der Begrenzungsabschnitt an einer Stelle nächst dem zweiten Lager vorgesehen ist.
Stellantrieb nach Anspruch 4, wobei: der Begrenzungsabschnitt am zweiten Lager vorgesehen ist; und der Begrenzungsabschnitt zwischen dem Getriebegehäuse und einem Halteelement, das am Getriebegehäuse befestigt ist, angeordnet ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in einem Querschnitt entlang axialen Richtungen der Drehwelle und der Abtriebswelle ein Ende des ersten Zwischenzahnrades auf einer Seite der Abtriebswelle weiter zur Abtriebswellenseite als ein Ende des abtriebswellenseitigen Zahnrades auf einer Seite des Motors angeordnet ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei Winkel des drehwellenseitigen Zahnrades, des ersten Zwischenzahnrades, des zweiten Zwischenzahnrades und des abtriebswellenseitigen Zahnrades so eingestellt sind, dass eine Richtung einer Schubkraft, die von dem in das erste Zwischenzahnrad greifenden, drehwellenseitigen Zahnrad erzeugt wird, einer Richtung einer Schubkraft, die von dem in das abtriebswellenseitige Zahnrad greifenden, zweiten Zwischenzahnrad erzeugt wird, entgegengesetzt ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: der Motor mit einem Ständer und einem in radialer Richtung innerhalb des Ständers angeordneten Läufer ausgestaltet ist; und ein Maß des Ständers in axialer Richtung der Drehwelle kürzer als ein Maß des Ständers in einer radialen Richtung des Motors eingestellt ist.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Drehachsenrichtung der Zwischenzahnradanordnung rechtwinklig zu einer Drehachsenrichtung der Drehwelle verläuft.
Stellantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner einen erfassten Abschnitt aufweisend, der an einem Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung zum Erfassen einer Drehzahl der Zwischenzahnradanordnung vorgesehen ist.
Stellantrieb nach Anspruch 10, wobei ein erfassender Abschnitt, der den erfassten Abschnitt erfasst, sich an einer Außenseite der Getriebegehäusekammer befindet.
Stellantrieb nach Anspruch 10 oder 11, wobei der erfasste Abschnitt an einem Endabschnitt der Zwischenzahnradanordnung auf der Seite des zweiten Zwischenzahnrades in einem Zustand befestigt ist dergestalt, dass er sich auf einer Seite gegenüber der Seite des ersten Lagers, mit dem zweiten Lager dazwischen, befindet.
Stellantrieb nach Anspruch 11 oder 12, wobei: eine mit dem erfassenden Abschnitt bestückte Leiterplatte auf einer Seite in einer axialen Richtung der Zwischenzahnradanordnung angeordnet ist; und eine an der Leiterplatte befestigte Komponente und das abtriebswellenseitige Zahnrad so angeordnet sind, dass sie, entlang der axialen Richtung der Abtriebswelle betrachtet, einander überlappen.