齿轮装置、减速器及执行器的制作方法

本发明涉及齿轮装置，尤其涉及将内齿轮嵌合在壳体的内周上的齿轮装置和应用所述齿轮装置的减速器以及执行器。

背景技术：

现有的固定内齿轮的方法如下：将内齿轮的圆环部置于所述壳体的内周部内，在壳体的外周部沿内齿轮的圆环部的半径方向施加较大的外力，从而将壳体的内周部铆接在内齿轮的圆环部的整个外周上，然而上述外力会造成内齿轮的圆环部在半径方向上产生塑性变形，从而导致内齿轮圆环部的圆度下降，由此也会产生内齿轮的中心轴线与壳体的中心轴线的同轴性下降的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提供一种齿轮装置，其内齿轮的中心轴线与壳体的中心轴线具有较高的同轴性。

还有必要提供应用所述齿轮装置的减速器。

还有必要提供应用所述减速器的执行器。

一种齿轮装置，包括盖体和内齿轮，所述盖体包括环形内壁，所述环形内壁上设置至少一周向定位部，并沿圆周方向间隔设置若干轴向定位部，所述内齿轮包括内齿圈及设置于所述内齿圈上的至少一周向匹配部，所述周向定位部和所述周向匹配部相互配合用于防止所述内齿轮在圆周方向上移动，所述轴向定位部铆接于所述内齿圈的外周面，用于防止所述内齿轮在轴向方向上移动。

本发明的齿轮装置的内齿轮通过设置于其上的若干周向匹配部与所述盖体环形内壁上的若干周向定位部配合防止所述内齿轮在圆周方向上移动，并通过对所述轴向定位部施加轴向方向上的外力，使所述若干轴向定位部铆接于所述内齿轮的外周面防止所述内齿轮在轴向上移动，使得所述内齿轮的中心轴线与所述盖体的中心轴线同轴度高，所述内齿轮的圆度高。

附图说明

图1是本发明实施方式的执行器的分解图。

图2是图1所示的执行器另一方向的分解图。

图3是图1所示的执行器驱动组件的部分分解图。

图4是图3中图iv区域的放大图。

图5是图3所示的执行器驱动组件的的装配图。

图6是图1所示的内齿轮与壳体的分解图。

图7是图1所示的执行器的装配图。

图8是图1所示的执行器的局部剖视图。

图9是图7所示的执行器沿ix-ix方向的剖视图。

图10是图7所示的执行器沿x-x方向的剖视图。

图11是本发明另一实施方式的执行器沿分解图。

图12是图11所示的执行器沿另一方向的分解图。

图13是本发明另一实施方式中的内齿轮与壳体的分解图。

图14是图13所示的内齿轮与壳体另一方向的分解图。

图15是图13所示的内齿轮与壳体的装配图。

图16是图11所示的执行器的装配图。

图17是图16所示的执行器沿xvii-xvii方向的剖视图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

本发明的各种实施方式将参照附图进行说明。在说明书及附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。可以理解，附图仅为提供参考与说明使用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系或对本发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

请参阅图1及图2，本发明实施方式的电机100可以应用于执行器300中，所述执行器300可应用于机动车中，例如可以作为电动档位切换执行器，特别是电动驻车执行器，其与机动车的变速箱(图未示)连接，用于在按下停车按钮后，所述电动驻车执行器驱动变速器的档位切换进行驻车动作。当然，所述执行器300也不限于应用于机动车中。

所述执行器300包括外壳10、安装于所述外壳10中的电机100、电机电路板70和由所述电机100驱动的输出件84。所述外壳10包括壳体12和盖设于所述壳体12上的盖体13。优选的，所述壳体12和所述盖体13之间形成一封闭的空间。优选的，所述壳体12与所述盖体13接触的部位设置一防水圈，使得所述壳体12与盖体13之间形成防水防尘密封环境。所述壳体12包括用于容置所述电机100和所述电机电路板70的安装部121。

所述电机100包括转子30(请参阅图9)、定子50和安装架60。本实施方式中，所述转子30转动地容置于所述定子50中。所述转子30包括转轴33和转子主体(未标号)，所述转子主体固定于所述转轴33上，所述转子主体转动地容置于所述定子50中。在其他实施例中，所述转子30也可以位于所述定子50外侧。所述壳体12和盖体13上分别设置轴承座123和轴承座133，请一并参阅图10，所述轴承座123中容置至少一个用于支撑所述转轴33一端的轴承122，所述轴承座133中容置至少一个用于支撑所述输出件84的轴承841。所述输出件84靠近所述转轴33一侧设置有轴承座842，所述轴承座842中容置至少一个用于支撑所述转轴33另一端的轴承122。

请参阅图3，所述定子50包括定子磁芯51、若干绝缘架52、若干绕组53和若干金属端子55。所述定子磁芯51包括环形轭部512、由环形轭部512沿径向向内延伸的若干个齿(未标号)，所述若干绝缘架52分别套设于所述定子磁芯51的若干齿上，所述绝缘架52上绕设所述绕组53。所述定子磁芯51由导磁材料如矽钢片、硅钢片等叠加形成。所述定子磁芯51以紧配的方式固定在所述安装部121中。每一绝缘架52邻近所述电机电路板70的一侧设置有两个端子插孔521，用于插接两个金属端子55。所述两个金属端子55分别电连接于对应的绕组53的两个末端(图未示)。所述电机电路板70上形成有与若干金属端子55电连接的线路(图未示)，通过所述线路和金属端子55为所述绕组53供电。

请参阅图3及图4，本实施方式中，每一金属端子55由一导电片通过冲压后弯折形成。所述金属端子55包括第一导电部551、第二导电部553和主体部554。所述第一导电部551和第二导电部553分别自所述主体部554向轴向两端延伸。在轴向方向上，所述第一导电部551和第二导电部553错开设置，不在同一直线上。同一金属端子55的第一导电部551和第二导电部553在所述环形轭部512的圆周方向上错开设置。每一金属端子55的第一导电部551插入对应的端子插孔521中，并与绕组53的末端电连接。本实施方式中，所述第一导电部551上凸设若干倒刺556，所述第一导电部551插入所述对应的端子插孔521中后，所述倒刺556使得所述金属端子55与所述端子插孔521的内壁之间的连接更加紧密。所述主体部554进一步包括一弯折延伸部555，在径向方向上，所述弯折延伸部555位于所述主体部554的外侧，所述弯折延伸部555与所述主体部554构成“u”形，所述弯折延伸部555用于增加所述金属端子55的机械强度，使所述金属端子55不容易受外力变形。

请一并参阅图3及图5，所述安装架60位于所述定子磁芯51靠近所述电机电路板70的一侧，用于将所述定子磁芯51、若干绝缘架52及所述电机电路板70三者固定。本实施方式中，所述安装架60上设有用于与所述定子磁芯51相互定位的第一定位结构，所述安装架60上还设有用于与所述若干绝缘架52相互定位的第二定位结构。所述安装架60的形状为与所述定子磁芯51的环形轭部512对应的环形，其靠近所述定子磁芯51的一端设置有若干凹槽62，相邻两个凹槽62之间形成一个定位块64，每一绝缘架52靠近所述电机电路板70一端设置有一延伸部523，每一延伸部523容置于其中一个凹槽62中。本实施方式中，每一延伸部523沿所述定子磁芯51的径向向外延伸，优选的，每一延伸部523背离所述凹槽62的一侧贴合所述定子磁芯51的环形轭部512。

所述安装架60靠近所述定子磁芯51的一端还设置若干定位销621，每一定位销621凸设于所述对应凹槽62的底部。每一延伸部523上设置配合孔5231，每一定位销621插入其中一配合孔5231中，以限定所述绝缘架52于轴向和径向方向的位移，防止脱落。所述定位块64一端抵持于所述定子磁芯51的一端，以使所述定子磁芯51与所述电机电路板70之间具有预设距离。所述定位销621和所述配合孔5231构成上述第二定位结构。

本实施方式中，至少部分定位块64上设置有若干第一定位柱66。所述第一定位柱66的延伸方向与所述定位销621的延伸方向相同。所述定子磁芯51靠近所述金属端子55的一端沿圆周方向设置若干定位孔511，每一第一定位柱66插入其中一定位孔511中，以使所述定子磁芯51的径向方向相对固定。所述第一定位柱66和所述定位孔511构成上述第一定位结构。所述安装架60靠近所述电机电路板70一端间隔设置若干第二定位柱67。

所述电机电路板70上开设若干端子孔71和若干配合孔73，每一第二定位柱67插入其中一配合孔73中。所述金属端子55的第二导电部553插入所述对应的端子孔71中，并与电机电路板70上的线路电连接。本实施方式中，所述第二定位柱67为可熔材料，如塑料制成，所述第二定位柱67穿过对应的配合孔73后，通过加热所述第二定位柱67穿过配合孔73的末端，使所述第二定位柱67固接于所述电机电路板70上。

本实施方式中，所述安装架60的内表面68沿径向方向向内凸设若干凸块65，每一第一定位柱66和第二定位柱67分别设置于所述对应凸块65的两端，并沿轴线方向延伸。所述电机电路板70大体呈中空圆环形，其外径小于所述安装架60的外径，使得所述电机电路板70安装于所述安装架60上之后，所述电机电路板70边缘不超过所述安装架60的外边缘。所述安装部121的底部设置图10所示的台阶部125，所述安装架60背离所述定子磁芯51的一端置于所述台阶部125上，以使所述安装架60与所述安装部121的底部之间架空，所述电机电路板70与所述安装部121底部隔离，防止所述电机电路板70与安装部121的底部接触发生短路。本实施方式中，所述壳体12由铝系金属材料制成。其他实施例中，所述壳体12也可以采用塑料制成，所述安装架60无需设置上述凸块65，所述第一定位柱66和第二定位柱67直接设置在所述安装架60上，所述电机电路板70直接放置在所述壳体12的安装部121上。

可以理解，位于同一凸块65上的第一定位柱66和第二定位柱67在所述安装架60的径向方向上错开设置，以使所述安装架60的强度更大，不易损坏。

本实施方式中，所述电机100为无刷电机，优选为开关磁阻电机，或者无刷直流电机。所述电机电路板70上还设置有相对位置传感器(图未示)，所述相对位置传感器的数量为两个以上，优选三个。所述相对位置传感器可为霍尔传感器，用于感测所述转子30的位置。

请一并参阅图6、图7及图10，所述执行器300还包括一位于所述转子30的转轴33和所述输出件84之间的减速器80，所述减速器80用于将所述转轴33的高速旋转通过减速齿轮的减速转换成预设的旋转速度，驱动所述输出件84以预设的旋转速度旋转。

请参阅图11，在本实施方式中，所述盖体13用于配合进一步固定所述减速器80。优选的，所述减速器80为摆线齿轮减速器。所述减速器80包括内齿轮82。所述减速器80的内齿轮82与所述盖体13构成一齿轮装置。请一并参阅图6及图12，所述盖体13具有用于容置所述内齿轮82的环形内壁134，所述环形内壁134的内周面径向向内延伸有用于定位所述内齿轮82的第一环形壁1340，所述第一环形壁1340沿圆周方向间隔设置若干周向定位部1341。所述内齿轮82包括一内齿圈820及自所述内齿圈820的外周面沿圆周方向均匀间隔设置若干周向匹配部822。所述内齿圈820置于所述第一环形壁1340内。每一周向匹配部822容置于其中一周向定位部1341，以使所述内齿轮82在圆周方向相对所述盖体13固定。所述盖体13由铝系金属材料构成，所述内齿轮82由比所述盖体13的材质更高刚性的铁系或铜系金属材料构成。本实施例中，所述周向定位部1341和所述周向匹配部822的个数均为6个，其他实施例中，所述周向定位部1341和所述周向匹配部822的个数大于或者等于1个即可实现圆周方向的定位。

本实施方式中，所述周向定位部1341为凹槽，所述周向匹配部822为突起。所述周向匹配部822的厚度可以等于所述内齿圈820的厚度，如图1、图6、图8所示。优选的，如图11及图12所示，所述周向匹配部822的厚度小于所述内齿圈820的厚度，所述周向匹配部822的厚度为所述内齿圈820厚度的一半。所述周向匹配部822靠近所述盖体13的一侧与所述内齿圈820同平面，所述周向匹配部822远离所述盖体13的一侧与所述内齿圈820不同平面，如此有助于减少内齿轮82制作过程中因冲压在所述周向匹配部822与内齿圈820相连接处产生的毛刺，减小装配误差。在其他实施方式中，所述周向匹配部822也可以为凹槽，相应的所述周向定位部1341为突起。

所述第一环形壁1340的内周面上还沿圆周间隔设置若干轴向定位部1342，本实施例中，所述轴向定位部1342为自所述第一环形壁1340的内周面径向向内延伸的凸台，所述凸台与所述内齿圈820的外周面相对的表面为凸弧面。所述凸台在轴向方向上的高度与所述第一环形壁1340相同。通过在所述凸台上施加轴向方向的压力，使所述凸台铆接于所述内齿圈820的外周面，以使所述内齿轮82相对于所述盖体13在轴向方向固定。所述凸弧面的设计使所述凸台与所述内齿圈820的外周面的接触面积小，从而在铆接之前所述若干凸台更容易形成与所述内齿圈820形状适配的环形，且铆接施加压力时所述凸台不易造成所述内齿圈820在半径方向上的变形。

本实施方式中，所述环形内壁134的内周面进一步径向向内延伸一第二环形壁1343，所述第二环形壁1343位于所述第一环形壁1340远离壳体12的安装部121一侧，其内径小于所述第一环形壁1340的内径，所述第二环形壁1343的端面用于定位所述内齿轮82的端面。

请参阅图13至图15，是本发明另一实施方式的内齿轮82与盖体13的示意图。所述内齿轮82包括一内齿圈820及自内齿圈820的端面轴向延伸的一圈环状壁821，所述环状壁821的内周面径向向内延伸有若干匹配部823。所述盖体13中设置有用于容置所述内齿轮82的环形内壁134，所述环形内壁134的内周面径向向内延伸有用于定位所述内齿轮82的环形定位壁1345，所述环形定位壁1345的端面沿轴向方向设置有一圈环形凸台1346。所述环形凸台1346沿圆周方向间隔设置若干定位部1347。

所述环状壁821设置于所述环形凸台1346的外侧。图12至图14实施方式中的定位部1347为凹槽，匹配部823为突起。在其他实施方式中，所述匹配部823也可以为凹槽，相应的所述定位部1347为突起。所述匹配部823压配合到所述定位部1347。

可以理解，所述内齿轮82也可以通过焊接、粘接等方式固接于所述环形内壁134的内侧壁上。

本实施方式中，所述执行器300还包括与所述电机电路板70电连接的控制电路板320，所述控制电路板320用于接收外部电源并与一上位机进行通讯，控制对所述电机电路板70的供电，从而控制所述电机的转速、转动方向、转动角度和驱动电流等。所述执行器300应用于汽车时，所述外部电源为直流电源。所述执行器300应用于其他领域时，所述外部电源也可以为交流电源。所述控制电路板320还用于为所述相对位置传感器供电，接收所述相对位置传感器输出的感测信号，并根据所述感测信号控制对所述电机电路板70的供电。所述控制电路板320上可以设置有电容、电感等电磁干扰抑制器件(图未示)。

请复参阅图11及图12，在本实施方式中，所述壳体12还包括容置所述控制电路板320的容置部124，所述容置部124设置于所述安装部121一侧，所述容置部124与所述安装部121靠近所述盖体13的一侧齐平。所述盖体13还包括配合部135，所述配合部135盖设于所述容置部124上形成一个空腔，以使所述控制电路板320容置于所述容置部124与配合部135形成的空腔中。本实施例中，由于所述壳体12为铝系金属材料，所以所述控制电路板320与所述容置部124接触的区域没有布线。其他实施例中，所述壳体12可以为塑料制成，所述控制电路板320与所述容置部124接触的区域则可以有布线。

在本实施方式中，所述执行器300进一步包括绝对位置传感器组件310。请参阅图1及图2，所述盖体13远离所述壳体12的一侧向内凹陷形成有安装槽136。所述绝对位置传感器组件310安装于所述安装槽136中。所述绝对位置传感器组件310与所述输出件84配合，用于检测所述输出件84转动的角度。

所述绝对位置传感器组件310包括安装盖311、传感器电路板315、设置于所述传感器电路板315上的绝对位置传感器312、磁环313、旋转齿轮314和弹性元件316。所述安装盖311罩设于所述安装槽136的开口端，以将所述所绝对位置传感器312、磁环313、旋转齿轮314和弹性元件316罩设于所述安装槽136中。所述绝对位置传感器312对应所述磁环313设置。所述旋转齿轮314套设于所述磁环313上，并转动地容置于所述安装槽136中。所述弹性元件316套设于所述旋转齿轮314上，并且所述弹性元件316一端连接所述旋转齿轮314，另一端连接所述安装槽136的周壁。所述执行器300还包括套设并固定于所述输出件84上的传动齿轮87，所述安装槽136上开设一与所述传动齿轮87的安装位置相通的缺口1362。所述旋转齿轮314通过所述缺口1362与所述传动齿轮87啮合。

可以理解，所述传动齿轮87驱动所述旋转齿轮314转动的过程中，所述弹性元件316对所述旋转齿轮314施加与所述旋转齿轮314转动方向相反的弹性力，使得所述传动齿轮87与旋转齿轮314之间的啮合始终处于同侧齿面啮合状态，消除了旋转齿轮314和传动齿轮87之间的啮合间隙，提高了位置输出精度。

请参阅图12，所述盖体13还设有靠近所述安装槽136的通孔(未标号)，所述通孔内设置有连接所述传感器电路板315和所述控制电路板320的若干导电端子330。所述传感器电路板315和所述控制电路板320可以通过所述若干导电端子330电连接。所述控制电路板320进一步用于为所述绝对位置传感器312供电，接收所述绝对位置传感器312输出的感测信号，并根据所述感测信号控制对所述电机电路板70的供电。优选的，所述安装盖311为塑料材质，所述导电端子330与所述安装盖311一体成型，所述导电端子330穿过所述传感器电路板315，并穿过所述盖体13的通孔，并与所述传感器电路板315和所述控制电路板320电连接。

本实施方式中，所述连接于所述绝对位置传感器312和所述控制电路板320的导电端子330数量为3个，分别为电源端子、接地端子和检测信号端子。

请参阅图5，可以理解，在图5的实施方式中，所述电机电路板70与所述控制电路板320一体成型。

请参阅图11至图12及图16至图17，所述电机电路板70和所述控制电路板320为独立的两块电路板，两者通过若干导电端子330进行连接。所述电机电路板70和所述控制电路板320通过若干导电端子330电连接在一起。所述控制电路板320与所述电机电路板70位于不同平面，所述控制电路板320更加靠近所述盖体13。优选的，所述控制电路板320与所述电机电路板70都平行于所述壳体12的底面，所述若干导电端子330与所述控制电路板320垂直。所述容置部124背离所述盖体13一侧的底面与所述安装部121背离所述盖体13一侧的底面不在同一平面，所述容置部124在轴向方向上的厚度小于所述安装部121在轴向方向上的厚度。

所述容置部124与所述安装部121部分相交，所述控制电路板320对应相交区域设置有一缺口(未标号)，用于避位所述定子50。所述电机电路板70延伸一配合板75至所述缺口中，所述配合板75与所述控制电路板320之间通过若干导电端子330连接。所述电机电路板70一端延伸一配合板75至所述缺口中，所述配合板75与所述控制电路板320之间通过若干导电端子330连接。所述容置部124的厚度可以根据控制电路板320的大小和厚度进行设计。使得整个执行器300容置所述控制电路板320的部分厚度减小。

可以理解，为了方便在紧急状态时手动驱动电机100旋转，所述转轴33靠近所述壳体12的一端沿轴线方向开设非圆形孔331(请参阅图17)，对应的所述壳体12上开设与所述非圆形孔331正对的操作孔(未标号)，操作员可以将扳手通过所述操作孔插入所述非圆形孔331中，通过旋转扳手手动驱动所述电机100的转轴33转动。在非紧急状态时，所述操作孔通过一橡胶塞或阀门密封。

所述盖体13的周侧还凸设若干凸耳137，所述执行器300通过所述若干凸耳137固定于一外部构件，以使所述执行器300在稳定的状态下运转。

本发明的执行器300包括电机100，所述电机100安装于所述执行器300的外壳10内，所述电机100包括安装架60、定子磁芯51和绝缘架52，所述安装架60上设有用于与所述定子磁芯51相互定位的第一定位结构，所述安装架60上还设有用于与所述绝缘架52相互定位的第二定位结构，以使所述电机安装架60、定子磁芯51和绝缘架52三者通过所述定位结构固定，使得所述电机100的绝缘架52不易脱落。所述齿轮装置的内齿轮82通过设置于其上的若干周向匹配部822与所述盖体13上的若干周向定位部1341配合防止所述内齿轮82在圆周方向上移动，并通过对所述轴向定位部1342施加轴向方向上的外力，使所述若干轴向定位部1342铆接于所述内齿轮82的外周面防止所述内齿轮82在轴向上移动，使得所述内齿轮82的中心轴线与所述盖体13的中心轴线同轴度高，所述内齿轮82的圆度高。所述执行器300具有较小的尺寸，结构紧凑并且电磁兼容性好。

由此，本发明令人满意地对实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而没有穷尽性地例举所有可能的实施方式。本领域的技术人员可以对各个实施方式中的技术特征进行各种组合以满足实际需要。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施方式，都属于本发明保护的范围。