CN111853230B - 旋转致动器 - Google Patents

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Abstract

旋转致动器(10)用于车辆的线控换挡***(11)中。致动器(10)包括马达(30)、壳体(60)、控制器(16)、盖(67)和盖固定构件(76)。壳体(60)容纳马达(30)。控制器(16)设置在壳体(60)的开口中并控制马达(30)。盖(67)封闭壳体(60)的开口。盖固定构件(76)将盖(67)固定至壳体(60)。盖固定构件(67)在控制器(16)的板(71)的外侧位置处将盖(67)固定于壳体(60)。板(71)被夹持在盖(67)与壳体(60)之间。

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
传统上，当将电路板容纳在壳体和盖中时，壳体、盖和电路板被共同地拧紧并固定。例如，专利文献1(JP 2008-235473 A)公开了一种电子装置，其中，基部和盖通过固定机构彼此固定并且电路板容纳在其中。电路板具有通孔，该固定机构的至少一部分通过该通孔***。电路板与通过固定机构彼此固定的基部和盖固定在一起。
发明内容
然而，电路板、壳体和盖之间的线性膨胀系数的差异将在电路板的通孔之间的节距与盖和基部的固定机构之间的节距之间产生尺寸差。特别是当盖或基部由树脂制成时或当使用更大电路板时会产生这种尺寸差。由于该尺寸差，在电路板、盖和基部中在板延伸方向上产生应力。因此，存在盖或基部可能损坏或电路板的焊接部可能破裂的担忧。
鉴于上述情况做出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种旋转致动器，其防止盖或壳体损坏并且防止板的焊接部破裂。
本发明的一个方面是一种用于车辆的线控换挡***中的旋转致动器。致动器包括马达、壳体、控制器、盖和盖固定构件。壳体容纳马达。控制器设置在壳体的开口中并控制马达。盖封闭壳体的开口。盖固定构件将盖固定到壳体。盖固定构件在控制器的板的外侧的位置处将盖固定到壳体。板被夹持在盖和壳体之间。
因此，控制器的板不是通过盖固定构件直接固定到盖和壳体两者，而是仅通过盖和壳体在沿板的延伸方向向内远离盖固定构件的位置处夹持。因此，可以限制在板、盖和壳体中产生沿板延伸方向的应力。因此，可以防止盖或壳体损坏并且可以防止板的焊接部破裂。
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是图1的旋转致动器的平面图。
图4是沿着图3中的线IV-IV截取的横截面图。
图5是图4中的部分V的放大图。
图6是根据第二实施例的盖固定构件的横截面图。
图7是根据第三实施例的盖固定构件的横截面图。
图8是根据第四实施例的盖固定构件的横截面图。
图9是根据第五实施例的盖固定构件的横截面图。
图10是根据第六实施例的盖固定构件的横截面图。
图11是根据第七实施例的盖固定构件的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述旋转致动器(以下为“致动器”)的多个实施例。在实施例中，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，致动器用作车辆的线控换挡***的驱动器。
(线控换挡***)
线控换挡***的构造将参考图1和图2进行描述。如图1所示，线控换挡***11包括输出指令(即，命令信号)以对变速器12指定换挡挡位的换挡操作装置13以及操作变速器12的换挡挡位切换机构14的致动器10。致动器10包括：操作单元15，其具有马达30；以及控制器16，其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中的液压操作机构的液压供给(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停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和图4所示，致动器10是机电一体化致动器，其在壳体60中具有操作单元15和控制器16。
壳体60包括筒形的上壳体部61和杯状的下壳体部62。上壳体61的一端63限定壳体60的开口。在上壳体61的一端63和另一端64之间形成有间隔件65。板71设置在一端63的内侧。板71被设置在一端63的开口处的板盖67覆盖，从而确保对板71的屏蔽。下壳体62被附接到另一端部64。此外，下壳体62包括远离上壳体61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。
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板71、在板71上实施的输出轴位置检测传感器72以及在板71上实施的马达位置检测传感器73。
多个电子部件包括微型计算机81、MOSFET 82、电容器83、二极管84、ASIC 85、电感器86、电阻器87、电容器芯片88等。
输出轴位置检测传感器72设置在板71上与磁体43面对的位置。磁体43固定到附接于输出轴40的保持器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的保持器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。
(上壳体和板盖)
接下来，将描述用于将板盖67固定至上壳体61的盖固定构件91的构造及其周边部分。如图3所示，致动器10具有设置在板盖67的周向边缘部分处的多个盖固定构件91。如图3和图4所示，板盖67具有远离板71突出的盖凸部28以及朝板71凹入的盖凹部29。盖凹部29延伸为围绕板盖67。
如图4和图5所示，一端63包括盖固定构件91和支撑构件74。支撑构件74支撑板71的外边缘75。支撑构件74在垂直于板71延伸所沿的板延伸方向的方向上从盖固定构件91朝下壳体62凹入。板71的外边缘75被夹持在盖凹部29与支撑构件74之间。盖固定构件91在板71在板71的板延伸方向上的外侧的位置处将盖凹部29固定于一端63。间隙79在板71的板延伸方向上形成在外边缘75和一端63之间。
每个盖固定构件91是设置在一端63处的热锻固定装置。盖凹部29限定孔92，盖固定构件91通过这些孔92而***。盖固定构件91的远端被热锻。盖凹部29由盖固定构件91通过热锻而固定至一端63。
盖凹部29包括在垂直于板71的板延伸方向的方向上各自具有弹性特性的弹性部100。每个弹性部100位于对应的盖固定构件91与盖凸部28之间。
如上所述，旋转致动器10具有将板盖67固定到壳体60的盖固定构件91。盖固定构件91在板71在板71的板延伸方向上的外侧的位置处将板盖67固定到壳体60。板71被夹持在板盖67和壳体60之间。
因此，板71不是通过固定构件直接紧固至板盖67和壳体60，而是仅通过板盖67和壳体60夹持在沿板71的板延伸方向向内远离盖固定构件91的位置处。因此，板71不需要用于盖固定构件91的孔。因此，可以限制在板延伸方向上对板71、板盖67和壳体60产生的应力。因此，可以防止板盖67或壳体60损坏并且可以防止板71的焊接部破裂。
在第一实施例中，间隙79在板71的板延伸方向上形成在板71和一端63之间。盖凹部29包括在垂直于板71的板延伸方向的方向上具有弹性特性的弹性部100。每个弹性部100均位于对应的盖固定构件91和盖凸部28之间。弹性部100允许在夹持板71的同时板71相对于板盖67和壳体60移动。间隙79和弹性部100可以减轻板71的热膨胀和热收缩。
此外，板71被夹持在板71的外边缘75处。板71的外边缘75不能用作用于安装和布线电子部件的区域。因此，不需要另外确保在待被夹持的板71中的区域。因此，可以抑制板71的尺寸增加。
盖固定构件91是设置在一端63处的热锻固定构件。因此，不需要另外准备用于固定板71的另一构件。
[第二实施例]
除了以下构造之外，第二实施例与第一实施例相同。如图6所示，每个盖固定构件93是由阳螺纹件98和阴螺纹件96形成的紧固构件。板盖67具有阳螺纹件98***通过的孔97。阴螺纹件96是通过***成型嵌入在一端63中的***螺母。每个阳螺纹件98从板盖67的平面侧穿过对应的孔97并拧入对应的***螺母(阴螺纹件96)中。
由于盖固定构件93是由阳螺纹件98和阴螺纹件96形成的紧固构件，因此板盖67可以通过轴向力被牢固地固定。此外，由于阴螺纹件96是***螺母，因此可以减小阴螺纹件96的重量。即，在通过拧紧而将板盖67牢固地固定的同时，一端63的大部分可以由树脂制成，从而减轻了其重量。利用如上所述的盖固定构件93，由于盖79具有间隙79和弹性部100并且在板71中未形成固定孔，因此可以获得与第一实施例相同的优点。
[第三实施例]
除了以下构造之外，第三实施例与第一实施例相同。如图7所示，每个盖固定构件76是自攻螺钉。板盖67限定盖固定构件76***通过的孔77。每个盖固定构件76从板盖67的平面侧(上侧)穿过孔77并且直接拧入一端63中。
盖固定构件76不需要用于螺母的***或压配。利用如上所述的盖固定构件76，由于盖79具有间隙79和弹性部100并且在板71中未形成固定孔，因此可以获得与第一实施例相同的优点。
[第四实施例]
除了以下构造之外，第四实施例与第一实施例相同。如图8所示，每个盖固定构件80均是夹子。盖固定构件80在垂直于板延伸方向的方向上夹持一端63和板盖67。当从壳体60的开口观看时，在一端63的四个角部处，设置有壳体凸部101以朝着该一端63的外侧突出。盖固定构件80夹持盖凹部29和壳体凸部101。
两个盖突起89在垂直于板延伸方向的方向上形成在壳体凸部101的两侧上。一端63的其中板盖67在垂直于板延伸方向的方向上与该一端63接触所处的一部分被定义为接触部90。在垂直于板延伸方向的方向上，接触部件90从盖突起89靠近板盖67朝下壳体62凹入。支撑构件74在垂直于板延伸方向的方向上从接触部90朝下壳体62凹入。盖固定构件80在板71的在板延伸方向上的外侧的位置处将盖凹部29固定至一端63。在板延伸方向上，接触部90相对于板71位于更远离盖固定构件80的位置处。在板延伸方向上，盖突起89位于比盖固定构件80更远离板71的位置处。接触部90和支撑构件74是壳体凸部101的一部分。
由于盖固定构件80，盖凹部29可包括在垂直于板延伸方向的方向上具有弹性特性的弹性部100。两个夹子突起19形成在盖固定构件80中。夹子突起19是与盖突起89接合的止动件。
盖固定构件80不需要用于固定装置的***或压配。另外，可以避免由于一端63的蠕变引起的轴向力的减小。通过如上所述的盖固定构件80，由于盖79具有间隙79和弹性部100并且在板71中没有形成固定孔，因此可以获得与第一实施例相同的优点。
[第五实施例]
除了以下构造之外，第五实施例与第一实施例相同。如图9所示，橡胶构件99在垂直于板延伸方向的方向上被夹持在盖凹部29与支撑构件74之间以及盖凹部29与板71的外边缘75之间。在板延伸方向上，橡胶构件99设置在一端63和外边缘75之间。即，当板71的将板71夹持在壳体60和板盖67之间所处的部分被限定为夹持部时，则将橡胶构件99设置在板盖67和夹持部之间。在第一实施例中描述的间隙79在该实施例中被橡胶构件99代替。然后，将橡胶构件99夹持在弹性部100和外边缘75之间。橡胶构件99缓冲板71的位移。因此，可以在获得如在第一实施例中相同优点的同时进一步减小板71中的应力。
[第六实施例]
除了以下构造之外，第六实施例与第二实施例相同。如图10所示，橡胶构件99在垂直于板延伸方向的方向上被夹持在盖凹部29与支撑构件74之间以及盖凹部29与外边缘75之间。在板延伸方向上，橡胶构件99被设置在一端63和外边缘75之间。即，当板71的将板71夹持在壳体60和板盖67之间所处的部分被限定为夹持部时，则将橡胶构件99设置在板盖67和夹持部之间。在第二实施例中描述的间隙79在该实施例中被橡胶构件99代替。然后，将橡胶构件99夹持在弹性部100和外边缘75之间。橡胶构件99缓冲板71的位移。因此，可以在获得如第二实施例中相同优点的同时进一步减小对板71的应力。
[第七实施例]
除了以下构造之外，第七实施例与第三实施例相同。如图11所示，橡胶构件99在垂直于板71的板延伸方向的方向上被夹持在盖凹部29与支撑构件74之间以及盖凹部29与外边缘75之间。在板延伸方向上，橡胶构件99设置在一端63和外边缘75之间。即，当板71的将板71夹持在壳体60和板盖67之间所处的部分被限定为夹持部时，则将橡胶构件99设置在板盖67和夹持部之间。在第三实施例中描述的间隙79在该实施例中被橡胶构件99代替。然后，将橡胶构件99夹持在弹性部100和外边缘75之间。橡胶构件99缓冲板71的位移。因此，可以在获得如第三实施例中相同优点的同时进一步减小对板71的应力。
[其它实施例]
在另一个实施例中，在垂直于板延伸方向的方向上，橡胶构件不必限于被夹持在弹性部和外边缘之间。例如，橡胶构件可以被夹在支撑构件和外边缘之间。可替代地，橡胶构件可以通过以上两种方式夹持。即，可以使用任何结构，只要缓冲板的位移即可。
在另一个实施例中，用于固定盖固定构件的方法不必限于热锻、螺纹紧固、自攻螺钉或夹子。简而言之，可以使用任何固定方法，只要盖固定构件在板沿板延伸方向上的外侧的位置处将盖凹部固定至一端。
在另一实施例中，板盖不必限于在四个角部的每个角部处具有一个盖固定构件的结构，而是可以例如在板盖的四个边的每个边上具有一个盖固定构件，或者可以在板盖的每个角部或每个边处具有多个盖固定构件。
在另一个实施例中，阴螺纹件不必限于***螺母，而可以是例如压配合螺母。
在另一个实施例中，夹子可以不必在垂直于板延伸方向的方向上夹持。简而言之，可以使用任何构造，只要夹子将上壳体的一端和板盖夹持并且盖固定构件在板沿板延伸方向的外侧的位置处将盖凹部固定到该一端即可。
在另一个实施例中，形成在板盖中的固定通孔不必限于孔，并且可以是例如凹口。
在另一个实施例中，弹性构件不必限于橡胶构件，并且可以是例如具有弹性的合成树脂。简而言之，弹性构件可以是任何构件，只要其可以缓冲控制器的板的位移即可。
本发明内容不必限于上述实施例，并且可以以各种形式实现而不背离本发明的精神。

Claims (7)

1.一种用在用于车辆的线控换挡***(11)中的旋转致动器(10)，所述旋转致动器包括：
马达(30)；
壳体(60)，其容纳所述马达；
控制器(16)，其设置在所述壳体的开口中并控制所述马达；
盖(67)，其关闭所述壳体的所述开口；以及
盖固定构件(76、80、91、93)，其将所述盖固定到所述壳体，其中，
所述盖固定构件在所述控制器的板(71)外侧的位置处将所述盖固定至所述壳体，
所述盖具有远离所述板(71)突出的盖凸部(28)以及朝所述板(71)凹入并延伸为围绕所述盖(67)的盖凹部(29)，
支撑构件(74)在垂直于所述板(71)延伸所沿的板延伸方向的方向上从所述盖固定构件(91)远离所述盖(67)凹入，
所述板(71)的外边缘(75)夹持在所述盖凹部(29)和所述支撑构件(74)之间，
间隙(79)在所述板(71)的所述板延伸方向上形成在所述外边缘(75)和所述支撑构件(74)的在所述盖固定构件一侧的壁表面之间；以及
所述盖凹部(29)包括在垂直于所述板(71)的所述板延伸方向的方向上具有弹性特性的弹性部(100)，每个所述弹性部(100)位于对应的盖固定构件(91)与所述盖凸部(28)之间，并且所述弹性部(100)允许在夹持所述板(71)的同时所述板(71)相对于所述盖(67)和所述壳体(60)移动。
2.根据权利要求1所述的旋转致动器，其中，
所述盖固定构件(91)是设置在所述壳体中的热锻固定构件。
3.根据权利要求1或2所述的旋转致动器，其中，
所述盖固定构件(93)包括设置在所述壳体中的阴螺纹件(96)以及穿过所述盖并拧入所述阴螺纹件中的阳螺纹件(98)。
4.根据权利要求3所述的旋转致动器，其中，
所述阴螺纹件是固定至所述壳体的螺母。
5.根据权利要求1或2所述的旋转致动器，其中，
所述盖固定构件(76)是穿过所述盖并拧入所述壳体中的自攻螺钉。
6.根据权利要求1或2所述的旋转致动器，其中，
所述盖固定构件(80)是夹持所述壳体和所述盖的夹子。
7.根据权利要求1或2所述的旋转致动器，其中
所述板包括被所述壳体和所述盖夹持的夹持部，以及
所述旋转致动器还包括弹性构件(99)，所述弹性构件设置在所述壳体与所述夹持部之间或者设置在所述盖与所述夹持部之间。
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