一种线性驱动装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种线性驱动装置，包括：壳体和位于所述壳体内部的电机；与所述电机输出轴上的输出齿轮相啮合的传动齿轮，该传动齿轮安装在位于壳体内部的齿轮轴上；以及与所述传动齿轮配合安装，将所述传动齿轮的旋转运动转化为直线运动的线性运动组件；其中，所述线性运动组件的轴线与所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。本实用新型提供的线性驱动装置具有结构紧凑、体积较小、重量轻以及散热效果好的优点。
【专利说明】
一种线性驱动装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及汽车零部件产品，具体地说，涉及一种用于汽车动力总成中的线性驱动装置。
【背景技术】
[0002]在汽车工业中，为了提高进气效率以及减少污染排放，往往需要在动力总成系统中应用能够精确控制进排气的阀装置，例如用在发动机废气再循环(Exhaust-GasRecirculat1n)系统中的废气再循环控制阀等装置。这样的阀装置多数为利用电机作为动力驱动源、然后将电机的旋转输出转化为线性运动组件(例如:阀杆)的直线运动的线性驱动装置。
[0003]目前市场上的线性驱动装置中的电机、传动齿轮以及阀杆的排列方式多为横向加纵向的布局方式，并且传动齿轮没有逃重设计，从而导致线性驱动装置整体体积和重量偏大。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种线性驱动装置，解决了现有线性驱动装置所具有的结构不紧凑、体积大、重量较重以及散热效果不佳的问题。
[0005]本实用新型提供的线性驱动装置，包括:
[0006]壳体和位于所述壳体内部的:电机;与所述电机输出轴上的输出齿轮相嗤合的传动齿轮，该传动齿轮安装在位于壳体内部的齿轮轴上；以及与所述传动齿轮配合安装，将所述传动齿轮的旋转运动转化为直线运动的线性运动组件;其中，所述线性运动组件的轴线与所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。
[0007]进一步地，所述传动齿轮为凸轮齿轮。
[0008]进一步地，所述凸轮齿轮包括凸轮齿轮部和凸轮沟槽部，所述凸轮齿轮部与所述电机的输出齿轮相嗤合。
[0009]进一步地，所述凸轮齿轮部带有逃重孔。
[0010]进一步地，所述凸轮沟槽部具有靠近所述凸轮齿轮中轴线的沟槽内壁以及远离所述凸轮齿轮中轴线的沟槽外壁。
[0011]进一步地，所述凸轮沟槽部的一端为开放式沟槽，另外一端为封闭式沟槽。
[0012]进一步地，所述线性运动组件包括调节杆、连杆结构、轴承、磁铁组件和传感器;所述连杆结构安装在所述调节杆上;所述轴承、所述磁铁组件以及所述传感器均安装在所述连杆结构上;且所述轴承位于所述凸轮沟槽部中，从而将所述凸轮齿轮的旋转运动转化为线性运动组件的直线运动。
[0013]进一步地，所述调节杆的轴线与所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。
[0014]进一步地，所述轴承的轴线与所述调节杆的轴线、所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。
[0015]进一步地，所述轴承的轴线与所述线性运动组件的轴线、所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。
[0016]进一步地，所述传感器为非接触式传感器。
[0017]进一步地，所述线性驱动装置还包括冷却水道，该冷却水道环绕所述线性运动组件。
[0018]进一步地，所述冷却水道位于所述壳体中。
[0019]进一步地，所述的线性驱动装置还包括设置在壳体内部的限位销，所述传动齿轮在旋转到某一角度时会抵靠在该限位销上，从而实现机械停止。
[0020]进一步地，所述的线性驱动装置还包括安装在所述齿轮轴上的回位弹簧，用于所述传动齿轮的回位;与所述壳体配合安装的端盖以及与固定于所述线性运动组件一端的调节头。
[0021]与现有技术相比，本实用新型提供的线性驱动装置具有结构紧凑、体积较小、重量轻以及散热效果好的优点。
【附图说明】
[0022]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0023]图1是本实用新型所述线性驱动装置的爆炸示意图；
[0024]图2是图1所示线性驱动装置组装后的立体透视图(不包括端盖)；
[0025]图3是图2所示线性驱动装置的正视透视图(不包括端盖)；
[0026]图4是图3所示线性驱动装置的左视剖视图(包括端盖)；
[0027]图5是线性运动组件的立体示意图；
[0028I图6是传动齿轮的放大示意图；
[0029]图7是冷却水道的布置示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面将参照附图并通过实施例来描述本实用新型所述的线性驱动装置。
[0031]图1是本实用新型所述线性驱动装置的爆炸示意图，图2是图1所示线性驱动装置组装后的立体透视图(不包括端盖)；如图1和图2所示，该线性驱动装置包括如下结构:壳体I;以及位于该壳体I内部的:电机2，与所述电机2输出轴上的输出齿轮相嗤合的传动齿轮3，以及齿轮轴4和线性运动组件5;所述传动齿轮3安装在所述齿轮轴4上，所述线性运动组件5与所述传动齿轮3配合安装、并将所述传动齿轮3的旋转运动转化为直线运动;为了减少线性驱动装置的整体宽度、有利于重心布置以及提高线性运动的转化效率，本实施例中进行了如下特殊设计:所述线性运动组件5的轴线与所述电机2输出轴的轴线、以及所述齿轮轴4的轴线布置在同一平面内。
[0032]优选地，为了更好的实现传动以及所述减少线性驱动装置的重量，所述传动齿轮3可以设计为凸轮齿轮，具体如图6所示，该凸轮齿轮包括凸轮齿轮部31和凸轮沟槽部32，所述凸轮齿轮部31与所述电机的输出齿轮相啮合实现旋转运动进行扭矩传递，而且所述凸轮齿轮部31还带有逃重孔33，其个数可以为一个或者多个，本实施例中，逃重孔的个数为2个。所述凸轮沟槽部32还具有靠近所述凸轮齿轮中轴线的沟槽内壁34以及远离所述凸轮齿轮中轴线的沟槽外壁35，且所述凸轮沟槽部32的一端为开放式沟槽，另外一端为封闭式沟槽。
[0033]优选地，如图1至图5所示，为了与上述所述传动齿轮3(凸轮齿轮3)配合工作将齿轮的旋转运动转化为直线运动，本实施例中的线性驱动装置还包括调节杆51、连杆结构52、轴承53、磁铁组件54和传感器55;其中，所述连杆结构52安装在所述调节杆51上;所述轴承53、所述磁铁组件54以及所述传感器55均安装在所述连杆结构52上;且所述轴承53位于所述凸轮沟槽部32的沟槽中，从而将所述凸轮齿轮3的旋转运动转化为线性运动组件5的直线运动。具体地，当所述凸轮齿轮3向其中一个方向运动时(例如线性驱动装置进行阀门打开运动时)，所述线性运动组件5则与所述沟槽内壁34接触，在沟槽内壁34的作用下向下运动；相反地，当所述凸轮齿轮3向相反方向运动时(例如线性驱动装置进行阀门闭合运动时)，所述线性运动组件5则与所述沟槽外壁35接触，在沟槽内壁35的作用下向上运动。
[0034]优选地，所述凸轮沟槽部32的凸轮曲线分为三段:导入段、运动段和抬升段(图中未标示数字标号)，导入段即为前面所述的开放式沟槽，其设计目的是为了使所述轴承53可以顺利的滑入所述凸轮沟槽部32中，这种开放的凸轮沟槽设计，便于零部件装配，使得线性运动组件可以由开口处滑入。
[0035]优选地，所述调节杆51的轴线与所述电机2的输出轴的轴线、以及所述齿轮轴3的轴线布置在同一平面内；更优地，所述轴承53的轴线与所述调节杆51的轴线、所述电机2的输出轴的轴线、以及所述齿轮轴3的轴线布置在同一平面内，如图方向所示的纵向布置;或者所述轴承53的轴线与所述线性运动组件5的轴线、所述电机2输出轴的轴线、以及所述齿轮轴3的轴线布置在同一平面内。这样设计的优点是:I)三者或者四者共面可有效减小线性驱动装置(阀体)的横向尺寸，满足客户对尺寸的特殊要求;2)四者共面便于线性驱动装置重心的布置，从而提高其在振动条件下性能的稳定性;3)所述齿轮轴3、轴承53及线性运动组件5的中心轴线的三者共面，也能有效提高旋转运动到线性运动的转化效率。
[0036]优选地，所述传感器55为非接触式传感器，例如可以为磁阻式传感器，感应式传感器，霍尔传感器，其工作原理是:当驱动传动系统带动所述线性运动组件5的位置变化时，连接在所述线性运动组件5上的感应元件(如磁铁组件54、感应指针等)的位置也随之变化，此时所述传感器55可以感应到感应元件的磁场变化，并将其转化成电压信号的变化输出至发动机控制单元或电子控制单元，然后发动机控制单元或电子控制单元通过对比实际电压信号与目标电压信号的差异，不断调整指令直至线性驱动装置到达目标位置。
[0037]优选地，如图1至图4以及图7所示，本实施例所述的线性驱动装置还包括冷却水道6，该冷却水道6环绕所述线性运动组件5。具体地，本实施例描述的水道为位于所述壳体I中的整体式水道，如图7所示，字母A所指示为进水口，字母B所指示为出水口，黑色箭头标示的为水流方向，该冷却系统的布置具有如下特点:I)该水道布置在废气与传动系统之间，可以有效地降低废气向传动系统部分传递的热量，进而减小废气温度对线性驱动装置性能及寿命的影响；2)水道布置在线性驱动组件5的四周，一方面可以减小线性驱动装置的体积，另一方面也可以增加与废气的接触面积进而保证冷却效果。
[0038]优选地，如图1至图3所示，该线性驱动装置还包括设置在所述壳体I内部的限位销7，所述传动齿轮3在旋转到某一角度时会与该限位销7撞击接触，从而实现行程运动上机械停止。
[0039]优选地，如图1至图5所示，该线性驱动装置还包括安装在所述齿轮轴上的回位弹簧8，该回位弹簧8用于所述传动齿轮3的回位;与所述壳体I配合安装的端盖9以及固定安装于所述线性运动组件5—端的调节头56。所述回位弹簧8在安装时(线性驱动装置关闭状态下)处于预紧状态，这样可以保证在断电情况下，线性驱动装置可以回到初始位置(关闭状态)，在线性驱动装置工作状态下，回位弹簧8会被进一步预紧，从而保证在无电的情况下其有足够的回位力。
[0040]综上，本实施例所述的线性驱动装置的大致工作模式如下:I)当线性驱动装置通电时，所述电机2的输出齿轮顺时针转动带动凸轮齿轮3 (传动齿轮3)逆时针转动，所述凸轮齿轮3的凸轮沟槽部32的转动带动了所述轴承53沿着所述凸轮沟槽部32向下运动，进而推动所述线性运动组件5向下运动，这样线性驱动装置的阀门就打开了，废气由阀口而入。2)当线性驱动装置断电时，由于安装时所述回位弹簧8已经预紧，回位弹簧8的预紧力通过弹簧衬套传递至所述齿轮轴4，齿轮轴4逆时针转动带动所述凸轮齿轮3顺时针旋转，在所述凸轮沟槽外壁35的作用下带动了所述轴承53沿着所述凸轮沟槽部32向上运动，进而拉动所述线性运动组件5向上运动直到阀门闭合。在上述阀门开启和闭合的过程中，安装在所述线性运动组件5上的磁铁组件54的位置为所述传感器55输入信号，所述传感器55接受信号后得知阀的开启大小，并传递至发动机控制单元，然后由发动机控制单元控制电源的通断，从而实现对阀门的开启关闭的控制。
[0041]虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【主权项】
1.一种线性驱动装置，包括: 壳体和位于所述壳体内部的: 电机； 与所述电机输出轴上的输出齿轮相啮合的传动齿轮，该传动齿轮安装在位于壳体内部的齿轮轴上；以及 与所述传动齿轮配合安装、并将所述传动齿轮的旋转运动转化为直线运动的线性运动组件； 其特征在于， 所述线性运动组件的轴线与所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。2.根据权利要求1所述的线性驱动装置，其特征在于，所述传动齿轮为凸轮齿轮。3.根据权利要求2所述的线性驱动装置，其特征在于，所述凸轮齿轮包括凸轮齿轮部和凸轮沟槽部，所述凸轮齿轮部与所述电机的输出齿轮相啮合。4.根据权利要求3所述的线性驱动装置，其特征在于，所述凸轮齿轮部带有逃重孔。5.根据权利要求3所述的线性驱动装置，其特征在于，所述凸轮沟槽部具有靠近所述凸轮齿轮中轴线的沟槽内壁以及远离所述凸轮齿轮中轴线的沟槽外壁。6.根据权利要求3所述的线性驱动装置，其特征在于，所述凸轮沟槽部的一端为开放式沟槽，另外一端为封闭式沟槽。7.根据权利要求3所述的线性驱动装置，其特征在于，所述线性运动组件包括调节杆、连杆结构、轴承、磁铁组件和传感器； 所述连杆结构安装在所述调节杆上； 所述轴承、所述磁铁组件以及所述传感器均安装在所述连杆结构上； 且所述轴承位于所述凸轮沟槽部中，从而将所述凸轮齿轮的旋转运动转化为线性运动组件的直线运动。8.根据权利要求7所述的线性驱动装置，其特征在于，所述调节杆的轴线与所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。9.根据权利要求8所述的线性驱动装置，其特征在于，所述轴承的轴线与所述调节杆的轴线、所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。10.根据权利要求8所述的线性驱动装置，其特征在于，所述轴承的轴线与所述线性运动组件的轴线、所述电机输出轴的轴线、以及所述齿轮轴的轴线布置在同一平面内。11.根据权利要求7所述的线性驱动装置，其特征在于，所述传感器为非接触式传感器。12.根据权利要求1所述的线性驱动装置，其特征在于，所述线性驱动装置还包括冷却水道，该冷却水道环绕所述线性运动组件。13.根据权利要求12所述的线性驱动装置，其特征在于，所述冷却水道位于所述壳体中。14.根据权利要求1所述的线性驱动装置，其特征在于，所述线性驱动装置还包括设置在所述壳体内部的限位销，所述传动齿轮在旋转到某一角度时会抵靠在该限位销上，从而实现机械停止。15.根据权利要求1所述的线性驱动装置，其特征在于，所述线性驱动装置还包括安装在所述齿轮轴上的回位弹簧，用于所述传动齿轮的回位;与所述壳体配合安装的端盖以及固定安装于所述线性运动组件一端的调节头。
【文档编号】H02K7/10GK205559718SQ201620221955
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月22日
【发明人】唐润秋, 杜晓林, 曹向广, 唐春艳, 李强
【申请人】大陆汽车电子(芜湖)有限公司