电力致动器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电力致动器（5），其包括电动机（9）、齿轮减速装置（10）、壳体（2）和电机附着板（20）。电动机（9）被构造为将电力转变为旋转输出。齿轮减速装置（10）被构造为使电动机（9）的旋转输出减速。电动机（9）和齿轮减速装置（10）附着于壳体（2）。针对电动机（9）设置电机附着板（20），并且电机附着板（20）固定至壳体（2）。在电动机（9）附着至壳体（2）的状态下，穿过电机附着板（20）形成的第一定位孔（A1）和针对壳体（2）设置的第二定位孔（A2）彼此重合。
【专利说明】电力致动器
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及一种包括电动机和齿轮减速装置的电力致动器。具体地说，本发明涉及一种将电动机附着至壳体(主体)的技术。
【背景技术】
[0002]在包括电动机和齿轮减速装置的电力致动器中，需要提高在电动机的可旋转轴(输出轴)设置的电机齿轮(例如，小齿轮)和与该电机齿轮啮合的中间齿轮之间的附着精确度。
[0003]电动机固定至壳体，并且中间齿轮由壳体可旋转地支撑。因此，为了提高电机齿轮和中间齿轮之间的啮合精确度，需要提高电动机到壳体的附着精确度(定位精确度)。因此，利用电机齿轮定位电动机的轴中心以提高电机齿轮和中间齿轮之间的啮合精确度。
[0004]然而，仅通过利用电机齿轮来定位电动机的轴中心，电动机绕可旋转轴旋转，并且在“电动机的螺钉孔(通孔)”和“壳体的螺钉孔”之间沿着旋转方向发生位置移动。结果，在紧固螺钉以将电动机固定至壳体的过程中会引起不足。
[0005]已知在JP-A-2001-329868中描述的技术是一种解决该问题的技术。根据JP-A-2001-329868中的该技术，(i)电机定位销额外固定至壳体，以及(ii)为电动机的电机附着板提供电机定位孔。通过将电机定位销和电机定位孔安装在一起，电动机相对于壳体定位。
[0006]然而，在JP-A-2001-329868中的技术中，因为电机定位销额外固定至电力致动器，因此存在由于额外组件(电机定位销)引起电力致动器的成本增加的问题。
[0007]作为权衡，可旋转地支撑中间齿轮的中间轴可用于电机定位销。这样，如果中间轴用于电机定位销，则中间轴在电动机附着时可被损坏以增大中间齿轮的旋转阻力。因此，电动机的应变(驱动负载)可增大以减小电力致动器的旋转输出。另外，需要提供电机附着板以延伸至中间轴，这导致了成本的增大。
【发明内容】
[0008]本发明解决了以上问题的至少一个。因此，本发明的一个目的是提供一种电力致动器，其取消了对额外组件的需要并且电动机高精确度地附着至壳体。
[0009]为了实现本发明的目的，提供了一种电力致动器，其包括电动机、齿轮减速装置、壳体和电机附着板。电动机被构造为将力转变为旋转输出。齿轮减速装置被构造为使电动机的旋转输出减速。电动机和齿轮减速装置附着于壳体。针对电动机设置电机附着板，并且电机附着板固定至壳体。穿过电机附着板形成的第一定位孔和针对壳体设置的第二定位孔在电动机附着至壳体的状态下彼此重合。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]从以下参照附图进行的详细描述中，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。在附图中:
[0011]图1是示出根据第一实施例的电子节流阀的剖视图；
[0012]图2是根据第一实施例的电动机附着至壳体时的说明图；
[0013]图3是示出根据第一实施例的沿轴向观看的附着至壳体的电动机和齿轮减速装置的不图；
[0014]图4A是示出沿轴向观看的第一实施例的电动机的示图；
[0015]图4B是示出沿轴向观看的第一实施例的壳体的示图；
[0016]图5是根据第二实施例的在电动机附着至壳体时的说明图；
[0017]图6是示出根据第三实施例的沿轴向观看的附着至壳体的电动机和齿轮减速装置的不图；
[0018]图7A是示出沿轴向观看的第三实施例的电动机的示图；以及
[0019]图7B是示出沿轴向观看的第三实施例的壳体的示图。
【具体实施方式】
[0020]将在下面参照附图详细描述实施例。
[0021]以下实施例是应用本发明的特定实例，并且本发明明显不限于所述实施例。
[0022](第一实施例)
[0023]将参照图1至图4B描述第一实施例。实施例是将本发明应用至电子节流阀，并将首先解释电子节流阀的构造。电子节流阀针对车辆行驶调节吸入发动机中的吸入空气的量，并布置在空气过滤器和入口集管之间。
[0024]该实施例的电子节流阀包括(a)壳体2，其中形成有进气通道I ; (b)轴3，由该壳体2可旋转地支撑；(c)蝶形阀4，固定至进气通道I中的轴3以调节进气通道I的打开程度；以及(d)电力致动器5，通过轴3驱动蝶形阀4。
[0025]壳体2是由金属材料或树脂材料制成的通道形成构件。筒形进气通道I (具体地说，导向至发动机的进气通道I的一部分)形成在壳体2中。
[0026]轴3具有由金属材料形成的总体圆筒棒状，并插入和布置在进气通道I中以与蝶形阀4 一起旋转。轴3通过布置在轴3的两侧的轴承6由壳体2可旋转地支撑。
[0027]蝶形阀4是一种由金属材料或树脂材料形成为总体盘状的可旋转阀，并且固定至包括在壳体2中的轴3。蝶形阀4与进气通道I内的轴3 —体地旋转，以改变进气通道I的开口面积。
[0028]电力致动器5包括(e)弹力产生装置7，用于使蝶形阀4复位到预定打开程度；(f)旋转角传感器8，用于检测蝶形阀4的旋转角；(g)电动机9，用于将电功率转化为旋转输出(旋转动力)；和化)齿轮减速装置10，用于使电动机9的该旋转输出减速(扭矩增大)，以驱动轴3。
[0029]当切断对电动机9的电流供应时，弹力产生装置7将蝶形阀4的开口程度保持在完全关闭位置和完全打开位置之间的中间位置，以使得车辆能够空驶(evacuat iontraveling)。弹力产生装置7包括:复位弹簧7a，用于沿着关闭蝶形阀4的方向施加推力(阀关闭力)；以及打开弹簧7b，用于沿着打开蝶形阀4的方向施加推力(阀打开力)。
[0030]旋转角传感器8是一种位置传感器，其通过检测轴3的旋转角按照非接触方式检测蝶形阀4的打开程度，并将打开程度信号输出到发动机控制单元(ECU)。
[0031]电动机9是一种已知的直流电机，作为激励方向的改变的结果，其旋转方向改变，并且根据激励量产生旋转扭矩。在电动机9的主要部分(筒形主体)11插入形成在壳体2中的电机容纳室12中之后，电动机9通过螺钉13固定至壳体2。
[0032]齿轮减速装置10容纳并设置到形成在壳体2和上盖14之间的齿轮容纳空间内。该齿轮减速装置10是一种减速器，其通过齿轮的组合使电动机9产生的旋转扭矩减速以将扭矩传递到轴3，并包括与电动机9 一体地旋转的电机齿轮15、通过该电机齿轮15旋转的中间齿轮16和通过该中间齿轮16旋转的输出齿轮(最后齿轮)17。
[0033]电机齿轮15是一种固定至电动机9的可旋转轴18的小直径外齿轮(小齿轮)。中间齿轮16是一种其中大直径齿轮16a和小直径齿轮16b同心布置的双齿轮,并且通过附着至壳体2的中间轴19被可旋转地支撑。大直径齿轮16a持续与电机齿轮15啮合，而小直径齿轮16b持续与输出齿轮17啮合。
[0034]输出齿轮17是一种通过插入被结合到轴3的端部的金属板获得的由树脂制成的外齿轮，并且其外部齿仅设置在与小直径齿轮16b啮合的范围内。通过电机齿轮15、大直径齿轮16a、小直径齿轮16b和输出齿轮17依次减速而放大的电动机9的旋转扭矩传递到旋转轴3。
[0035]将在下面描述电动机9的附着技术。该实施例的电力致动器5采用在附着电动机9时可靠地执行螺钉13的螺纹连接的定位技术和提高在电机齿轮15和中间齿轮16之间的啮合精确度的定位技术。
[0036]在该实施例的电力致动器5中，针对附着至壳体2的电动机9 (见图3)，(i)穿过电动机9的电机附着板20形成的第一定位孔Al (见图4A)和(ii)针对壳体2设置的第二定位孔A2 (见图4B)彼此重合。
[0037]将解释电动机9的附着技术。电动机9包括沿着垂直于可旋转轴18的方向设置的电机附着板20。该电机附着板20是通过金属板的压制成形形成的产品，并包括不止一个(在该实施例中，三个)第一螺钉孔(通孔)B1 (螺钉13分别通过所述第一螺钉孔插入)和一个第一定位孔(通孔)Al，如图4A所示。
[0038]另一方面，如图4B所不,针对壳体2的电机安装表面(电机附着板20安装于其上)设置不止一个(在该实施例中，三个)第二螺钉孔B2 (螺钉13分别螺纹连接至所述第二螺钉孔中)和一个第二定位孔A2。该第二定位孔A2设置在当电动机9在其正确位置(设计位置)附着至壳体2时与第一定位孔Al重合的位置。相似地，第二螺钉孔B2设置在当电动机9在其正确位置附着至壳体2时分别与第一螺钉孔BI重合的位置。
[0039]针对用于电机附着的夹具21设置的电机定位销22插入第一定位孔Al和第二定位孔A2中。当电动机9相对于壳体2定位时使用夹具21，并且夹具设置为相对于壳体2沿着轴向(图2中向上和向下的方向)上升或下降。
[0040]电机定位销22是一种端部尖锐的小直径轴体，并由诸如不锈钢的硬质金属制成。销22沿着轴向沿其纵向固定至夹具21，并且设置为从夹具21朝着壳体2突出。该电机定位销22设置在当夹具21在正确位置朝壳体2向下移置(靠近)时与第二定位孔A2重合的位置。
[0041]具体地说，作为夹具21的向下移动的结果，电机定位销22插入第一定位孔Al和第二定位孔A2中，并因此第一定位孔Al和第二定位孔A2彼此重合。在该第一实施例中示出的第一定位孔Al和第二定位孔A2是具有基本相等的直径的圆孔。电机定位销22的外径的尺寸设置为小于第一定位孔Al和第二定位孔A2的内径的尺寸。
[0042]除了电机定位销22插入第二定位孔A2中之外，壳体2设有的第三定位孔A3是用于在壳体2的正确位置向上和向下移动夹具21的装置。与上述电机定位销22分离，针对夹具21设置可插入到第三定位孔A3中的夹具定位销(未示出)。通过将电机定位销22安装到第二定位孔A2中，并且通过将夹具定位销安装到第三定位孔A3中，夹具21可相对于壳体2在其正确位置上升或下降。图4B中的标号B3是螺钉孔，用于将上盖14附着到壳体2的螺钉螺纹连接到该螺钉孔中。
[0043]针对夹具21设置定位电动机9的轴中心的电机定位导向器以提高电机齿轮15和中间齿轮16之间的啮合精确度。通过使用以下构件构造电机定位导向器:(i)安装到电机齿轮15的内径孔中的导向销23 jP(ii)滑动导向器24，导向销23固定至所述滑动导向器24，并滑动导向器24可相对于夹具21沿轴向向上或向下运动。
[0044]导向销23通过利用在该正确位置朝壳体2向下移动(靠近)的夹具21安装至电机齿轮15，电动机9的轴中心(即，可旋转轴18的中心)可相对于壳体2布置在其正确位置。
[0045]另外，针对夹具21设置沿着轴向(图2中的向上和向下方向)形成的通孔25。该通孔25是在夹具21相对于壳体2上升和下降时防止在中间轴19和夹具21之间接触的孔。通孔25的内径尺寸设置为大于中间轴19的外径尺寸。
[0046]在该实施例中，如上所述，(i)通过将电机定位销22安装到第二定位孔A2中及通过将夹具定位销安装到第三定位孔A3中，夹具21可相对于壳体2在正确位置上下移动；
(ii)通过将导向销23安装到电机齿轮15，电动机9的轴中心可相对于壳体2布置在其正确位置；以及(iii )通过将电机定位销22插入到第一定位孔Al和第二定位孔A2中，第一定位孔Al和第二定位孔A2彼此一致，以使得第一螺钉孔BI和第二螺钉孔B2可分别彼此—致。
[0047]因此，在这种状态下(在电动机9的轴中心定位并且第一螺钉孔BI和第二螺钉孔B2分别彼此一致的状态下)，通过使螺钉13分别通过第一螺钉孔BI螺纹连接到第二螺钉孔B2中，未发生紧固螺钉13的不足，并且电动机9在正确位置固定至壳体2。
[0048]如果当紧固螺钉13时诸如螺丝刀的紧固工具与夹具21干涉，则夹具21从壳体2上去除，并且螺钉13在电机附着板20的位置未移动的情况下(例如，在通过另一夹具压制电机附着板20时保持的状态下)紧固到壳体2上。另一方面，如果当紧固螺钉13时诸如螺丝刀的紧固工具不与夹具21干涉，则螺钉13在通过夹具21定位电动机9的情况下紧固至壳体2。
[0049]下面将描述第一实施例的第一效果。在该实施例的电子节流阀中，在电动机9附着至壳体2时，电机附着板20的第一定位孔Al和壳体2的第二定位孔A2彼此重合。通过仅在附着电动机9时使用的电机定位销22执行第一定位孔Al和第二定位孔A2的定位，因此电动机9高精确度地附着至壳体2。
[0050]仅在附着电动机9时使用使得第一定位孔Al和第二定位孔A2彼此重合的电机定位销22，并且电子节流阀不包括电机定位销22 (额外组件)。因此，电子节流阀不会由于额外组件而引起成本增加。结果，在该实施例的电子节流阀中，电动机9高精确度地附着至壳体2而不导致费用增加。
[0051]下面将描述第一实施例的第二效果。在该实施例中，当电动机9相对于壳体2定位时，通过电机定位销22执行定位，并且中间轴19不用作电机定位销22。因此，在附着电动机9时不会引起损坏中间轴19的缺陷。此外，由于不需要将电机附着板20设置为延伸至中间轴19，因此不引起成本增加。
[0052]下面将描述第一实施例的第三效果。电机定位销22的远端部分22a(图2中的下端部)以尖锐的方式形成为圆锥形。因此，当夹具21朝着壳体2向下移动(靠近)时，即使第一定位孔Al或第二定位孔A2的位置相对于电机定位销22稍微移动，电机定位销22也因为远端部分22a的尖锐的顶部而插入到第一定位孔Al和第二定位孔A2中。结果，可提高电动机9的可附着性以增大电子节流阀的生产力。
[0053](第二实施例)
[0054]将参照图5描述第二实施例。在以下实施例中，与以上第一实施例中的标号相同的标号指示它们对应的功能目标。在该第二实施例中，(i)第一定位孔Al的孔径设置为大于第二定位孔A2的孔径jP(ii)直径朝着远端部分22a (图5的下侧)缩小的锥形表面22b设在电机定位销22的外周表面上。
[0055]因此，(i)即使电机定位销22的外周表面上具有锥形表面22b，电机定位销22也可插入第一定位孔Al和第二定位孔A2 二者中；以及(ii)在将电机定位销22插入第一定位孔Al和第二定位孔A2时，锥形表面22b与第一定位孔Al接触，并且可因此去除在电机定位销22和第一定位孔Al之间的间隙。因此，作为锥形表面22b与第一定位孔Al接触的结果，电机附着板20贴合(跟随)电机定位销22。结果，可提高电动机9与壳体2的附着精确度。
[0056](第三实施例)
[0057]将参照图6至图7B描述第三实施例。在该第三实施例中，第一定位孔Al和第二定位孔A2分别形成为细长孔的形状。因此，细长孔的较短方向的间隙(在电机定位销22与第一定位孔Al之间的间隙和在电机定位销22与第二定位孔A2之间的间隙)可较小。结果，通过沿着高附着精确度需求的方向引导细长孔的较短方向，可提高电动机9与壳体2的附着精确度。
[0058]作为一个特定实例，在该实施例中，具有细长孔形状的第一定位孔Al和第二定位孔A2的纵向(见图7A和图7B中的交替的长短虚线α )朝着电动机9的可旋转轴18导向。因此，可提高电机附着板20与可旋转轴18沿该旋转方向的附着精确度，并且可因此提高第一螺钉孔BI和第二螺钉孔Β2之间一致的精确度。因此，可以更可靠地执行通过螺钉13的紧固操作。下面将描述本发明的产业上的可应用性。
[0059]在以上实施例中，小齿轮示出为电机齿轮15的一个实例。然而，电机齿轮15不限于此，而是可采用诸如蜗轮的另一电机齿轮15。
[0060]在以上实施例中，直流电机示出为电动机9的一个实例。然而，电动机9不限于此，而是可采用诸如步进电机或开关磁阻(SR)电机的另一电动机9。
[0061]在以上实施例中，示出了螺钉13用作将电动机9固定至壳体2的装置。然而，固定装置不限于此，而是可使用另一技术(诸如卷边(塑性变形)或点焊)将“定位电机附着板20”固定至壳体2。[0062]在以上实施例中，示出了将本发明应用至电子节流阀的电力致动器5的实例。然而，本发明的应用不限于此。本发明可应用于通过电动机9和齿轮减速装置10的组合获得的各种电力致动器5，例如，用于废气再循环(EGR)阀的电力致动器，或者用于诸如湍流或旋流的涡流发生器的电力致动器。
[0063]总而言之，根据以上实施例的电力致动器5可描述如下。
[0064]在本发明的电力致动器5中，在电动机9附着至壳体2时，电机附着板20的第一定位孔Al和壳体2的第二定位孔A2彼此重合。具体地说，通过仅在附着电动机9时使用的电机定位销22，执行第一定位孔Al和第二定位孔A2的定位，并且电动机9高精确度地附着至壳体2。
[0065]此外，仅在附着电动机9时使用使得第一定位孔Al和第二定位孔A2彼此重合的电机定位销22，并且电力致动器5不配有电机定位销(额外组件)22。因此，电力致动器5不会由于额外组件22而引起成本增加。因此，在本发明中，电动机9高精确度地附着至壳体2而不导致成本增加。
[0066]虽然已经参照本发明的实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不限于所述实施例和构造。本发明旨在覆盖各种修改形式和等同布置。另外，包括更多、更少或仅包括单个元件的各种组成和构造、其它组成和构造也落入本发明的精神和范围内。
【权利要求】
1.一种电力致动器(5)，包括: 电动机(9)，被构造为将电力转换为旋转输出； 齿轮减速装置(10)，被构造为使电动机(9)的旋转输出减速； 壳体(2 )，电动机(9 )和齿轮减速装置(10 )附着于所述壳体上；以及电机附着板(20)，针对电动机(9)设置，并且所述电机附着板固定至壳体(2)，其中，穿过电机附着板(20)形成的第一定位孔(Al)和针对壳体(2)设置的第二定位孔(A2)在电动机(9)附着至壳体(2)的状态下彼此重合。
2.根据权利要求1所述的电力致动器(5)，其特征在于: 夹具(21)被用于将电动机(9)附着至壳体(2)，并且所述夹具包括电机定位销(22);以及 作为电机定位销(22)被插入第一定位孔(Al)和第二定位孔(A2)中的结果,第一定位孔(Al)和第二定位孔(A2)彼此重合。
3.根据权利要求2所述的电力致动器(5)，其特征在于: 第一定位孔(Al)的孔径设置为大于第二定位孔(A2)的孔径；以及电机定位销(22)包括锥形表面(22b)，在电机定位销(22)的外周表面上，所述锥形表面(22b)的直径朝着电机定位销(22)的远端部分(22a)减小。
4.根据权利要求2所述的电力致动器(5)，其特征在于，电机定位销(22)的远端部分(22a)按照尖锐方式形成为锥形。
5.根据权利要求4所述的电力致动器(5)，其特征在于: 第一定位孔(Al)的孔径设置为大于第二定位孔(A2)的孔径；以及电机定位销(22)包括锥形表面(22b)，在电机定位销(22)的外周表面上，所述锥形表面(22b)的直径朝着远端部分(22a)减小。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的电力致动器(5)，其特征在于，第一定位孔(Al)和第二定位孔(A2)分别具有细长孔的形状。
7.根据权利要求6所述的电力致动器(5)，其特征在于，分别具有细长孔形状的第一定位孔(Al)和第二定位孔(A2)的纵向设置为朝着电动机(9)的可旋转轴(18)指向。
8.根据权利要求1至5和7的任一项所述的电力致动器(5)，其特征在于: 进气通道(I)形成在壳体(2)中，以将吸入空气引导至发动机中； 电力致动器(5)适于电子节流阀，所述电子节流阀包括设置在进气通道(I)中的蝶形阀(4)和与蝶形阀(4) 一体地旋转的轴(3 );以及 电力致动器(5)被构造为使电子节流阀的轴(3)旋转。
【文档编号】F02D11/10GK103670723SQ201310384750
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2012年8月29日
【发明者】平本悟, 河野靖, 河野祯之 申请人:株式会社电装