CN111828617B - 旋转致动器 - Google Patents

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Abstract

用于车辆的线控换挡***的旋转致动器包括马达(30)、用于控制马达(30)的控制器(16)以及容纳马达(30)和控制器(16)的壳体(60)。壳体(60)的上壳体(61)包括树脂成型体(91)，其一体地具有容纳马达(30)的容纳部(94)和用于外部连接的连接器(95)；以及多个外部连接端子(92)，其被嵌入树脂成型体(91)中，并且能够将控制器(16)连接到外部构件。每个外部连接端子(92)包括沿板延伸方向突出到控制板(71)的安装空间(96)的基部(97)、从基部(97)朝向控制板(71)弯曲的弯曲部(98)和从弯曲部(98)延伸至控制板(71)的前端部(99)。

Description

旋转致动器
技术领域
本发明涉及一种旋转致动器。
背景技术
常规上，已知一种机电一体化旋转致动器，其中，具有马达的操作单元和用于控制马达的控制器一体地形成。例如，在JP 2009-141992 A1(专利文献1)中，控制器的板被容纳在容纳马达的第一壳体(在下文中为上壳体)中。用于外部连接的连接器(其是与上壳体分开的部件)被装配在上壳体中。
发明内容
在专利文献1中，由于连接器是与上壳体分开的部件，因此存在如下担心：相对于在安装/拆卸连接器时产生的负载和发生振动时线束的重量，连接器的连接力不足。另外，需要在连接器和上壳体之间施加密封剂。然而，由于连接器需要装配到上壳体中并且从上侧和下侧都被夹紧，所以可能难以施加密封剂，结果，不能在连接器和上壳体之间实现密封。
鉴于上述情况而提供了本发明，并且本发明的目的在于提供一种旋转致动器，其能够为连接器保证足够的连接力以及对壳体进行充分密封。
本发明的一个方面是一种用于车辆的线控换挡***的旋转致动器。旋转致动器包括马达、控制器和壳体。该控制器配置成控制马达。该壳体容纳马达和控制器。
壳体包括树脂成型体和多个外部连接端子。树脂成型体一体地具有容纳马达的容纳部和用于与外部构件进行外部连接的连接器。多个外部连接端子嵌入在树脂成型体中以将控制器连接到外部构件。
平行于控制器的板的方向被定义为板延伸方向。多个外部连接端子中的每一个包括：基部，其在板延伸方向上突出到该板的安装空间中；从该基部向板弯曲的弯曲部；以及从该弯曲部延伸到该板的前端部。
以这种方式，通过将连接器和壳体一体树脂成型，与连接器作为单独的部件附接到壳体相比，可以更容易确保连接器具有足够的连接力。此外，由于在连接器和壳体之间不形成间隙，因此不需要施加密封剂。因此，可以同时确保连接器强度和壳体的密封。此外，通过在每个外部连接端子中设置弯曲部，可以减小由于温度变形或振动引起的施加到板与端子之间的连接部的应力，因此可以提高可靠性。
附图说明
图1是示出应用根据第一实施例的旋转致动器的线控换挡***的示意图。
图2是示出图1的换挡挡位切换机构的图。
图3是根据第一实施例的旋转致动器的剖视图。
图4是图3的旋转致动器沿IV方向观察的视图。
图5是图4的旋转致动器沿线V-V截取的截面图。
图6是示出图5的外部连接端子、一次成型体和屏蔽构件的视图。
图7是图6的外部连接端子、一次成型体和屏蔽构件沿VII方向观察的视图。
图8是与第一实施例的图6对应的根据第二实施例的旋转致动器的外部连接端子、一次成型体以及屏蔽构件的剖视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述旋转致动器(在下文中，致动器)的多个实施例。在这些实施例中，基本上相同的部件由相同的附图标记表示，并且省略其描述。
[第一实施例]
在该实施例中，致动器用作车辆用的线控换挡***的驱动器。
(线控换挡***)
将参考图1和图2描述线控换挡***的结构。如图1所示，线控换挡***11包括换挡操作装置13和致动器10，换挡操作装置13输出指令(即，命令信号)为变速器12指定换挡挡位，致动器10操作变速器12的换挡挡位切换机构14。致动器10包括：具有马达30的操作单元15和控制器16，控制器16响应于换挡挡位指令信号来控制马达30。
如图2所示，换挡挡位切换机构14包括挡位切换阀20、制动弹簧21和制动杆22、驻车杆24和手动轴26。挡位切换阀20控制变速器12中的液压操作装置的液压供给(见图1)。制动弹簧21和制动杆22构造成用于保持换挡挡位。驻车杆25构造成当换挡挡位切换到驻车挡时通过将驻车杆24装配到变速器12的输出轴的驻车齿轮23中来防止输出轴旋转。手动轴26与制动杆22一起旋转。
换挡挡位切换机构14使制动杆22与手动轴26一起旋转，以使与制动杆22连接的挡位切换阀20的阀体27和驻车杆25移动到与目标换挡挡位相对应的位置。在线控换挡***11中，致动器10连接至手动轴26，以电动地执行换挡挡位改变。
(致动器)
接下来，将描述致动器10的结构。如图3所示，致动器10是机电一体化致动器，其在外壳19中具有操作单元15和控制器16。
外壳19包括板盖67和壳体60，壳体60包括筒形的上壳体61和杯状的下壳体62。在上壳体61的一端63和另一端64之间形成有间隔件65。控制板71设置在一端63的内侧。控制板71被设置在一端63的开口处的板盖67覆盖，从而确保对控制板71的屏蔽。下壳体62被附接到另一端部64。此外，下壳体62具有向着与上壳体61相反一侧突出的筒状突出部69。手动轴26***该筒状突出部69中。
操作单元15包括作为驱动力发生器的马达30、与马达30平行设置的输出轴40以及减速机构50，该减速机构50减小马达30的转速并将该旋转传递至输出轴40。壳体60容纳操作单元15。
马达30包括：定子31，其压配合并固定至另一端64处的板壳68；设置在定子31内侧的转子32；以及与转子32一起绕旋转轴线AX1旋转的马达轴33。马达轴33由设置在板壳68内的轴承34和设置在下壳体部62中的轴承35两者可旋转地支撑。此外，马达轴33在转子32靠近下壳体部62的一侧位置处具有与旋转轴线AX1偏心的偏心部36。马达30能够通过由控制器16控制供应给线圈38的电流来双向旋转，并且还能够在期望的旋转位置处停止。塞子39附接到板盖67的通孔。如果发生故障，则在拆下塞子39之后，可以手动地强制旋转马达轴33。
减速机构50具有：第一减速部17，其包括齿圈51和太阳齿轮52；以及第二减速部18，其包括作为平行轴型齿轮的驱动齿轮53和从动齿轮54。齿圈51与旋转轴线AX1同轴地设置。太阳齿轮52由装配在偏心部36中的轴承55绕偏心轴线AX2可旋转地支撑。太阳齿轮52与齿圈51啮合并紧密地装配在齿圈51内侧。当马达轴33旋转时，太阳齿轮52进行行星运动，其中太阳齿轮52绕旋转轴线AX1公转并绕偏心轴线AX2自转。此时，太阳齿轮52的转速相对于马达轴33的转速降低。太阳齿轮52具有用于传递旋转运动的孔56。
驱动齿轮53设置在旋转轴线AX1上，并通过装配在马达轴33上的轴承57绕旋转轴线AX1可旋转地支撑。此外，驱动齿轮53具有***到孔56中的用于传递旋转运动的突起58。太阳齿轮52的旋转运动通过孔56和突起58之间的接合而传递到驱动齿轮53。孔56和突起58构成传动机构59。从动齿轮54设置在与旋转轴线AX1平行并且与筒状突出部69同轴的旋转轴线AX3上。从动齿轮54与驱动齿轮53啮合以外接驱动齿轮53。当驱动齿轮53绕旋转轴线AX1旋转时，从动齿轮54绕旋转轴线AX3旋转。此时，从动齿轮54的转速相对于驱动齿轮53的转速降低。
输出轴40具有筒形状，并且与旋转轴线AX3同轴设置。间隔件65具有与旋转轴线AX3同轴的支撑通孔66。输出轴40通过装配在支撑通孔66中的第一凸缘衬套46和装配在筒状突出部69内侧的第二凸缘衬套47绕旋转轴线AX3可旋转地支撑。从动齿轮54是与输出轴40分离的单独部件，其装配到输出轴40外侧，并且与输出轴40连接以传递旋转运动。手动轴26***到输出轴40中，并且通过例如花键配合而连接到输出轴40以传递旋转运动。
输出轴40的一端41由第一凸缘衬套46可旋转地支撑。输出轴40的另一端42由第二凸缘衬套47可旋转地支撑。从动齿轮54通过被夹紧在第一凸缘衬套46的第一凸缘部48和第二凸缘衬套47的第二凸缘部49之间而在轴向上被支撑。在另一个实施例中，从动齿轮54可通过被夹紧在一对支撑部例如壳体60和另一个板之间而在轴向上被支撑。
控制器16包括用于控制马达30的多个电子部件、在其上实施电子部件的控制板71、在控制板71上实施的输出轴位置检测传感器72以及在控制板71上实施的马达位置检测传感器73。壳体60容纳控制器16。控制板71在控制板71的外周表面处具有通过热铆接部固定至间隔件65的多个外周固定部。
输出轴位置检测传感器72设置在控制板71上与磁体43面对的位置。磁体43固定到附接于输出轴40的保持件44。输出轴位置检测传感器72通过检测磁体43产生的磁通量来检测输出轴40和与输出轴40一起旋转的手动轴26的旋转位置。
马达位置检测传感器73设置在控制板71上与磁体45面对的位置。磁体45固定到附接于马达轴33的保持件37。马达位置检测传感器73通过检测磁体45产生的磁通量来检测马达轴33和转子32的旋转位置。
(外部连接结构)
接下来，将描述控制器16和外部设备(未示出)之间的连接部的结构。以下，将与控制板71的延伸方向平行的方向称为“板延伸方向”。
如图3至图5所示，上壳体61包括树脂成型体91，板壳68，多个外部连接端子92和一次成型体93。
树脂成型体91一体地设置有容纳马达30的容纳部94和用于外部连接的连接器95。容纳部94包括一端63、另一端64和间隔件65。当将控制器16连接至外部构件时，连接器95可拆卸地连接至外部构件的外部连接器(未示出)。
外部连接端子92将控制器16电连接至外部构件。外部连接端子92被连接至外部连接器的端子，从而控制器16电连接至外部构件。外部连接端子92被设置为允许在控制器16和外部构件之间进行电力供应和信号传输。一次成型体93一体地保持多个外部连接端子92。多个外部连接端子92与一次成型体93和板壳68一起通过***成型而嵌入树脂成型体91中。树脂成型体91是二次成型体。
每个外部连接端子92具有弯曲部98，该弯曲部98用于减小由于温度变形或振动而产生的并且被施加到控制板71和外部连接端子92之间的连接部的应力。具体地，每个外部连接端子92包括沿板延伸方向突出到控制板71的安装空间96中的基部97，从基部97朝向控制板71弯曲的弯曲部98，以及从弯曲部98延伸至控制板71的前端部99。
这里，将讨论比较例，其中连接器被设置为与上壳体分开的部件。在比较例中，存在如下担心：相对于在安装/拆卸连接器时产生的负载或在振动期间线束的重量，连接器强度不足。另外，有必要在彼此单独成型的连接器和上壳体之间施加密封剂。由于连接器需要装配到上壳体中并且从上侧和下侧都被夹紧，因此可能难以施加密封剂，结果，不能在连接器和上壳体之间获得足够的密封。
相反，在第一实施例中，通过将连接器95与容纳部94通过树脂成型一体地形成，与上述连接器作为单独部件附接到壳体60的比较例相比，容易确保连接器95的连接力。此外，由于在连接器95和容纳部94之间没有形成间隙，因此不需要在它们之间施加密封。因此，可以确保连接器95的足够的连接力和对壳体60的密封。
为了使每个外部连接端子92的应力释放结构起作用，即使当通过树脂成型将连接器95与容纳部94一体形成时，也需要防止弯曲部98被掩埋在树脂中。即，当树脂成型体91成型时，必须防止树脂到达弯曲部98。
在第一实施例中，如图5至图7所示，上壳体61还包括屏蔽构件101。屏蔽构件101设置在树脂成型体91与基部以及弯曲部97和98之间以在屏蔽构件101与基部以及弯曲部97和98之间形成应力释放空间102。屏蔽构件101包括：后壁103，其设置在基部97和弯曲部98与控制板71相反的一侧；以及周向壁104，其设置成围绕基部97和弯曲部98。
当树脂成型体91被二次成型时，屏蔽构件101在被装配到一次成型体93的同时被安装在二次成型模具中。然后，进行树脂的切割，使得注入到二次成型模具中的熔融树脂没有到达弯曲部98。在第一实施例中，周向壁104设置成比间隔件65更向控制板71突出，并且因此可以可靠地切割树脂。
如上所述，在第一实施例中，上壳体61包括树脂成型体91，该树脂成型体一体地具有用于容纳马达30的容纳部94和用于外部连接的连接器95；以及多个外部连接端子92，其被嵌入在树脂成型体91中并且能够将控制器16与外部构件连接。每个外部连接端子92包括沿板延伸方向突出到控制板71的安装空间96中的基部97，从基部97向控制板71弯曲的弯曲部98，以及从弯曲部98向控制板71延伸的前端部99。
如上所述，由于连接器95通过树脂成型与容纳部94一体地形成，所以与将连接器装配在单独形成的壳体中的结构相比，容易保证连接强度。此外，由于在连接器95和容纳部94之间没有形成间隙，因此不需要在它们之间施加密封。因此，可以同时确保连接器强度和壳体的密封性。
另外，通过在每个外部连接端子92中设置弯曲部98，可以减少由于温度变形或振动而产生的施加到控制板71与外部连接端子92之间的连接部的应力，因此可以提高可靠性。
此外，在第一实施例中，上壳体61包括一体地具有多个外部连接端子92的一次成型体93和屏蔽构件101，屏蔽构件101设置在作为二次成型体的树脂成型体91与基部以及弯曲部97和98之间以在屏蔽构件101与基部和弯曲部97和98之间形成应力释放空间102。通过如上所述将屏蔽构件101与一次成型体93分开设置，不需要通过成型保持外部连接端子92，并且应力释放空间102可以在树脂成型体91二次成型之后形成。
在第一实施例中，屏蔽构件101包括：后壁103，其设置在基部97和弯曲部98与控制板71相反的一侧；以及周向壁104，其设置成围绕基部97和弯曲部98。因此，当二次成型树脂成型体91时，可以通过给二次成型模具设置的周向壁104来防止树脂围绕(即到达)弯曲部98流动。
[第二实施例]
在第二实施例中，如图8所示，除了与第一实施例中所述的弯曲部98相似的第一弯曲部98之外，每个外部连接端子112还包括设置在基部97中的第二弯曲部118。利用第二弯曲部118，相对于第一实施例的外部连接端子92，可以进一步减小外部连接端子112的刚性，并且该结构在应力松弛方面更为有利。
[其它实施例]
在另一个实施例中，第二弯曲部可以设置在每个外部连接端子的前端部。在又一实施例中，不仅可以通过热铆接来固定控制板，而且可以通过诸如螺钉紧固、粘接、压入固定和压入配合等其它固定措施来固定。此外，控制板不必限于固定至壳体，而可以固定至作为外壳的另一部分的板盖。
本发明不限于上述实施例，并且可以以不背离本发明宗旨的各种形式实现。

Claims (3)

1.一种用于车辆的线控换挡***(11)的旋转致动器，所述旋转致动器包括：
马达(30)；
控制所述马达的控制器(16)；和
容纳所述马达和所述控制器的壳体(60)，其中，
所述壳体包括树脂成型体(91)和多个外部连接端子(92、112)，所述树脂成型体一体地具有容纳所述马达的容纳部(94)和用于与外部构件进行外部连接的连接器(95)，所述多个外部连接端子被埋入所述树脂成型体中以将所述控制器连接至所述外部构件，
平行于所述控制器的板(71)的方向被定义为板延伸方向，以及
所述多个外部连接端子中的每一个包括：
基部(97)，其沿所述板延伸方向突出到用于安装所述板的空间(96)中；
从所述基部朝向所述板弯曲的弯曲部(98)；和
从所述弯曲部延伸到所述板的前端部(99)，
其中，
所述壳体还包括一次成型体(93)和屏蔽构件(101)，
所述一次成型体一体地保持所述多个外部连接端子，
所述屏蔽构件设置在：
作为二次成型体的所述树脂成型体；与
所述基部和所述弯曲部之间，以及
在所述屏蔽构件与所述基部和所述弯曲部之间形成应力释放空间(102)。
2.根据权利要求1所述的旋转致动器，其中，
所述屏蔽构件包括后壁部(103)和周向壁(104)，
所述后壁部设置在所述基部和所述弯曲部与所述板相反的一侧，以及
所述周向壁设置成围绕所述基部和所述弯曲部。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的旋转致动器，其中，
所述弯曲部是第一弯曲部，以及
所述多个外部连接端子(112)中的每一个还包括设置在所述基部或所述前端部处的第二弯曲部(118)。
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