CN201366972Y - 一种用于车辆的致动器 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的致动器，该致动器包括一个壳体，一个电机，一个电路板和齿轮减速机构，该壳体包括一个上壳体和一个下壳体，所述上壳体和所述下壳体之间形成了一个容纳空间，所述齿轮减速机构和所述电路板设置在该容纳空间中，其中，所述电机通过该机壳上的固定机构固定在所述壳体外侧；所述电机的转轴端部穿设入所述壳体内与一个驱动齿轮相连，该驱动齿轮与所述齿轮减速机构啮合，并通过所述齿轮减速机构的输出轴驱动所述车辆的相关部件转动；所述输出轴上设置有一个错齿扇形齿轮。本实用新型能够通过错齿扇形齿轮的设置消除传动间隙，提高了控制精度，因而传送运行更平稳，降低了运转噪音。

Description

一种用于车辆的致动器

技术领域

本实用新型涉及一种用于车辆的致动器。

背景技术

US 6623147 B2公开了一种用于车辆的致动器，该致动器包括：一个由上壳体和下壳体构成的壳体，一个布置在上壳体和下壳体之间的电机。为了保证电机的转动平稳，电机的转轴两端分别支撑在上壳体和下壳体上相应的支撑孔中。鉴于转轴通常以较高的转速转动，为了减少转轴对壳体的支撑孔的磨损，在转轴一端设置了一个支撑轴套，并在相应的支撑孔中设置了一个推力轴承。转轴的另一端设置有一个驱动齿轮。电机通过驱动齿轮驱动相应的齿轮减速机构，从而将动力通过一个输出轴输出。

上述现有技术中的电机内置于壳体中，这种结构形式需要对壳体和电机进行一体化设计。但是由于存在磨损，需要在电机的转轴的端部设置支撑轴套，因此要针对不同型号的致动器设计不同的电机，并针对不同的电机，在壳体上设计相应的支撑孔，降低了设计的灵活性，增加了成本。另外，为保证定位精度，需要精确设计上下壳体相应的支撑孔的位置，对壳体的设计、制造乃至装配提出了极高的要求，这同样增加了成本。

通常，由于转轴和壳体的材料不同，在不同温度下转轴和壳体因热胀冷缩而产生的变形也不同，电机转轴直接支撑在壳体上，会造成电机转轴同定子的同心度发生偏差，影响传动效率，甚至存在壳体将转轴卡死的危险。并且，当壳体和电机的制造或配合误差超出一定的范围时，很容易在装配过程中导致电机的转轴出现偏心，从而影响到驱动齿轮与下一级齿轮的正常啮合，不但加速了齿轮的磨损、影响整个装置的使用寿命，而且会产生不必要的噪声。

另外，现有的致动器采用齿轮变速机构进行传动，由于制造变差导致的齿隙变化，齿轮变速机构每一级齿轮之间都存在间隙，因而累积到输出端的间隙对传动精度的影响会非常明显，对***来说可能造成1°左右的输出误差。同时间隙还会导致传动过程中噪声增加，传动平稳程度变差。在受到侧向振动或冲击时，齿轮变速机构中存在的间隙可能会导致输出轴所驱动的车辆相关部件的旋转惯性力大于电机的自锁力矩，因而输出轴所驱动的相关部件会偏向一端，不能保持在***设定的位置。

于是，有必要提供一种致动器，以从根本上克服上述现有技术中的缺陷。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提出一种用于车辆的致动器，其降低了对零部件的设计、制造以及装配精度的要求，降低了制造成本。

本实用新型要解决的另一个技术问题是提出一种用于车辆的致动器，该致动器能够消除齿轮传动的间隙，提高控制精度，并且可以降低***的噪音，在振动的条件下被驱动的车辆相关部件不会产生偏斜，且能保持在设定的位置。

本实用新型要解决的又一个技术问题是提出一种用于车辆的致动器，无需根据电机转轴的定位设计特别的支撑孔，从而降低了对壳体的设计、制造以及装配精度的要求，降低了制造成本。

本实用新型要解决的还有一个技术问题是提出一种用于车辆的致动器，其无需额外增加辅助齿轮就可以探测电机的转动状态，节约了成本。

为解决本实用新型的上述技术问题，本实用新型提出了一种用于车辆的致动器，该致动器包括一个壳体，一个电机，一个电路板和齿轮减速机构，该壳体包括一个上壳体和一个下壳体，所述上壳体和所述下壳体之间形成了一个容纳空间，所述齿轮减速机构和所述电路板设置在该容纳空间中，其中，所述电机通过该机壳上的固定机构固定在所述壳体外侧；所述电机的转轴端部穿设入所述壳体内与一个驱动齿轮相连，该驱动齿轮与所述齿轮减速机构啮合，并通过所述齿轮减速机构的输出轴驱动所述车辆的相关部件转动；所述输出轴上设置有一个错齿扇形齿轮。

优选地，所述减速齿轮具有第一级减速齿轮和与之啮合的第二级减速齿轮，所述第二级减速齿轮与所述错齿扇形齿轮啮合，且通过所述错齿扇形齿轮将转动传递给输出轴输出。

优选地，所述错齿扇形齿轮由错齿和扇齿组成，二者间模数和齿数相同。

优选地，所述扇齿与所述输出轴形成为一体，所述错齿和所述扇齿同轴装配，并且可以相对转动。

优选地，所述错齿和所述扇齿之间设置有一个U形弹簧，该U形弹簧的两自由端分别卡在所述错齿和所述扇齿端面上固定设置的卡块中。

优选地，所述错齿和所述扇齿与该U形弹簧装配在一起之后的厚度与所述第二级减速齿轮相啮合的小齿轮的厚度相当。

优选地，所述第一减速齿轮和第二减速齿轮之一上设有一个磁环，所述电路板上相应于所述磁环的位置处设有至少一个检测上述电机的动作的磁感应元件。所述磁感应元件为一个霍尔元件。

优选地，所述壳体上相应于所述电机的转轴的位置处设有一个通孔，该通孔的直径大于所述驱动齿轮的外径。所述电机的机壳具有一个接地引脚。

本实用新型能够通过错齿扇形齿轮的设置消除传动间隙，提高了控制精度，因而传送运行更平稳，降低了运转噪音。另外，本实用新型相对现有技术来说，消除间隙的功能能动态调节，受制造变差影响小；运行状态中被驱动的车辆相关部件不需要转向时，能够使其稳定保持在设定的位置。

另外，通过固定机构将电机的机壳固定在致动器的壳体外侧的方式，使得电机的重力以及传动力分散到了与机壳的各个固定点位置，因此只要保证各个固定点位置的连接牢固即可保证电机能够固定在致动器的机壳上。

另外，通过这种将磁体直接设置在减速齿轮上的方式，无需额外增加辅助齿轮就可以探测电机的转动状态，节约了成本。

而且，本实用新型的电机的转轴的安装位置可以设置一个直径较大的通孔，从而无需在致动器的壳体上提供支撑结构，一方面节约了成本，另一方面，避免了因致动器的壳体的变形所造成的转轴的偏心以及卡死的缺陷。

附图说明

以下附图仅用于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1显示的是根据本实用新型的一个优选实施例的致动器的示意图；

图2显示的是根据本实用新型的一个优选实施例的致动器的分解视图；

图3显示的是图2中所示错齿扇形齿轮的分解视图；

图4是图3所示错齿扇形齿轮的俯视图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

参见图1和图2，其中显示的是根据本实用新型的一个优选实施例的致动器的示意图及分解视图。该致动器包括一个壳体2，一个电机1，一个齿轮减速机构3和一个电路板4。

壳体2由上壳体21和下壳体22构成，上壳体21上设有多个卡扣211，下壳体22上设有多个扣套221，卡扣211与相应的扣套221相互啮合，将上壳体21与下壳体22连接在一起。当然，本领域技术人员应当理解，上壳体21和下壳体22还可以通过任何惯常的连接方式固定在一起。例如，可以在上壳体21上设置多个凸耳212，在下壳体22上设置多个凸耳222，利用螺钉将上、下壳体上对应的凸耳连接，即可将上壳体21和下壳体22固定在一起。上壳体21和下壳体22之间形成了一个容纳空间，电路板4和齿轮减速机构3置于该容纳空间中。

电机1设置在壳体2的外侧，具体来说是设置在上壳体21的外侧。电机1的转轴的端部穿设入壳体2，与一个驱动齿轮5相连。壳体2上相应于电机1的转轴的位置设置有一个通孔(未图示)，通孔的直径大于驱动齿轮5的外径。电机具有一个机壳11，机壳11上设有固定机构和一个接地引脚113，固定机构用于将电机1整体固定在壳体2上，接地引脚则用于使电机1的机壳11接地，消除电机1工作过程中的对壳体2内的其他电气元件(例如磁感应元件45)的电磁干扰。固定机构可以包括多个扁平的固定脚116，固定脚116卡扣在上壳体21上相应设置的多个狭长的电机固定孔216中，固定孔216比固定脚116的尺寸略大，用于将电机1固定在上壳体21上的时候能够对电机1和上壳体21的相对位置进行调整，从而可以适应降低对壳体2的设计、制造以及装配精度的要求，降低了壳体2的制造成本。当然，本领域技术人员应当理解，本实用新型还可以采用其他的连接方式将电机1固定在上壳体21上，例如，可以采用螺钉连接的方式将电机1的机壳11固定在上壳体21上。

减速齿轮机构3包括一个第一级减速齿轮31和一个第二级减速齿轮32，第一减速齿轮31由形成一体的大齿轮311及小齿轮312组成，第二减速齿轮32由形成一体的大齿轮321及小齿轮322所组成。驱动齿轮5与第一减速齿轮31的大齿轮311啮合；第一减速齿轮31的小齿轮312又与第二减速齿轮32的大齿轮321啮合；然后，第二减速齿轮32的小齿轮322与一个输出轴33上设置的错齿扇形齿轮34啮合，有关错齿扇形齿轮34的具体结构后面将对此详细描述。采用这种结构，可以将电机1的转动经由驱动齿轮5传递给第一减速齿轮31，然后传递给第二减速齿轮32，最后通过错齿扇形齿轮34将转动传递给输出轴33输出，进而通过输出轴33驱动车辆的相关部件转动。

第二减速齿轮32上设置有一个磁环35，电路板4上相应于磁环35的位置处设有至少一个磁感应元件45，用于检测电机1的动作。当然，本领域技术人员应当理解，磁环35也可以设置在第二减速齿轮31上。本实用新型所设置的磁感应元件45可以是一个霍尔元件，通过这种将磁体直接设置在减速齿轮上的方式，无需额外增加辅助齿轮就可以探测电机的转动状态，节约了成本。

下面参照图3和图4具体说明本实用新型的错齿扇形齿轮34的结构。如图所示，错齿扇形齿轮34由两个部分组成：错齿341和扇齿342，二者间模数和齿数相同。其中，扇齿342与输出轴33形成为一体，错齿341和扇齿342同轴装配，并且可以相对转动。

错齿341和扇齿342之间设置有一个U形弹簧343，U形弹簧343的两自由端分别卡在错齿341和扇齿342端面上固定设置的卡块344中，如图所示。错齿341和扇齿342端面上设置的卡块344结构相同，图4中仅示出了扇齿342端面上设置的卡块344，而错齿341上的卡块由于视图方向的原因而未示出。错齿341和扇齿342与U形弹簧343作为一个整体配件装配在一起，然后与第二减速齿轮32的小齿轮322相啮合。

初始时，错齿341和扇齿342与U形弹簧343装配在一起构成错齿扇形齿轮34，卡在错齿341和扇齿342之间的U形弹簧343并未受到压缩，因而错齿341和扇齿342错开了一定的齿间距。错齿341和扇齿342与U形弹簧343装配在一起之后的厚度与齿轮322的厚度相当，也就是说，齿轮322的厚度较大，而错齿341和扇齿342的厚度较小，约为齿轮322的厚度的一半。

当错齿扇形齿轮34与齿轮322啮合装配时，先相对扇齿342转动错齿341，使U形弹簧343受压缩，错齿341和扇齿342错过一定齿数后相互重合。然后，错齿341和扇齿342重合在一起的齿同时与齿轮322相啮合。即，齿轮322的每相邻的两个齿之间同时容纳了上下两个齿，分别是错齿341和扇齿342对应的齿。由于错齿341和扇齿342受到了受压缩的U形弹簧343的两自由端的张力作用，使二者存在相对转动的趋势，因而齿轮322每相邻的两个齿之间同时容纳的错齿341和扇齿342相对应的齿分别具有远离的趋势。此时，受到齿轮322齿间距的限制，扇齿342和错齿341相对应的齿会分别贴紧齿轮322齿间的两个面，因而可以将错齿扇形齿轮34与齿轮322啮合传动的所有间隙全部消除。

本实用新型的致动器由于在传动机构的末端采用了错齿扇形齿轮34，因而可以由U形弹簧343的形变动态调节补偿不同的间隙，受变差影响很小。同时由于U形弹簧343的弹力对错齿扇形齿轮34是内力，对整体传动***不引入额外力矩，故***能保持静定的平衡状态，在振动条件下不会发生灯头偏斜。

本实用新型相对现有技术来说能够使传动间隙更好地消除，运行更平稳；消除间隙的功能能动态调节，受制造变差影响小；运行状态中被驱动的车辆相关部件不需要转向时，能够使其稳定保持在设定的位置。

在本实用新型的另一个实施例中，可以将电机1和驱动齿轮5作为一个单独的部件组装在一起，而将壳体2、电路板4、减速机构3，输出轴33等作为另一个单独的部件组装在一起，由于壳体2上相应于电机转轴13位置处设置的通孔的直径大于驱动齿轮5的外径，所以可在不拆卸壳体2的情况下将电机1方便地安装在壳体2上。采用本实用新型的这种设计模式，对零部件设计、制造以及装配精度的要求都不必过于苛求，从而降低了制造成本。

另外，通过固定脚116将电机机壳11固定在壳体2外侧的方式，使得电机1的重力以及传动力分散到了与壳体2固定的各个位置，因此只要保证各个固定点位置的连接牢固即可保证电机能够固定在壳体2上。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1、一种用于车辆的致动器，该致动器包括一个壳体(2)，一个电机(1)，一个电路板(4)和齿轮减速机构(3)，该壳体(2)包括一个上壳体(21)和一个下壳体(22)，所述上壳体(21)和所述下壳体(22)之间形成了一个容纳空间，所述齿轮减速机构(3)和所述电路板(4)设置在该容纳空间中，其特征在于：

所述电机(1)通过该机壳(11)上的固定机构(116)固定在所述壳体(2)外侧；

所述电机(1)的转轴端部穿设入所述壳体(2)内与一个驱动齿轮(5)相连，该驱动齿轮(5)与所述齿轮减速机构(3)啮合，并通过所述齿轮减速机构(3)的输出轴(33)驱动所述车辆的相关部件转动；所述输出轴(33)上设置有一个错齿扇形齿轮(34)。

2、如权利要求1所述的致动器，其中，所述减速齿轮(3)具有第一级减速齿轮(31)和与之啮合的第二级减速齿轮(32)，所述第二级减速齿轮(32)与所述错齿扇形齿轮(34)啮合，且通过所述错齿扇形齿轮(34)将转动传递给输出轴(33)输出。

3、如权利要求2所述的致动器，其中，所述错齿扇形齿轮(34)由错齿(341)和扇齿(342)组成，二者间模数和齿数相同。

4、如权利要求3所述的致动器，其中，所述扇齿(342)与所述输出轴(33)形成为一体，所述错齿(341)和所述扇齿(342)同轴装配，并且可以相对转动。

5、如权利要求3或4所述的致动器，其中，所述错齿(341)和所述扇齿(342)之间设置有一个U形弹簧(343)，该U形弹簧(343)的两自由端分别卡在所述错齿(341)和所述扇齿(342)端面上固定设置的卡块(344)中。

6、如权利要求5所述的致动器，其中，所述错齿(341)和所述扇齿(342)与该U形弹簧(343)装配在一起之后的厚度与所述第二级减速齿轮(32)相啮合的小齿轮(322)的厚度相当。

7、如权利要求2所述的致动器，其中，所述第一减速齿轮(31)和第二减速齿轮(32)之一上设有一个磁环(35)，所述电路板(4)上相应于所述磁环(35)的位置处设有至少一个检测上述电机(1)的动作的磁感应元件(45)。

8、如权利要求7所述的致动器，其中，所述磁感应元件(45)为一个霍尔元件。

9、如权利要求1所述的致动器，其中，所述壳体(2)上相应于所述电机(1)的转轴的位置处设有一个通孔，该通孔的直径大于所述驱动齿轮(5)的外径。

10、如权利要求1所述的致动器，其中，所述电机(1)的机壳(11)具有一个接地引脚(113)。

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