电动线性致动器的制造方法
【专利摘要】提供一种电动线性致动器，其避免滚珠丝杠锁定、低廉并具有优良的旋转性能。构成减速机构(6)的输出齿轮(5)固定至螺母(18)。支撑轴承(20,20)布置在输出齿轮(5)的两侧上，并且成对的支撑轴承(20,20)由一对相同规格的滚动轴承构造成，该滚动轴承能承受来自驱动轴(7)的推力负载及通过输出齿轮(5)施加的径向负载两者。支撑轴承经由垫圈(27)安装在壳体(2a)中，该垫圈从环形弹性构件获得。垫圈(27)的内直径(D)形成为比支撑轴承(20)的内圈的外直径(d)大。
【专利说明】电动线性致动器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在通用工业的马达及汽车等的驱动部分中使用的设置有滚珠丝杠机构的电动线性致动器，尤其涉及一种在经由滚珠丝杠机构将来自电动马达的旋转运动转换为驱动轴的线性运动的减速器或驻车制动器中使用的电动线性致动器。
【背景技术】
[0002]在各种驱动部分的电动线性致动器中，通常将诸如梯形螺纹蜗轮蜗杆机构或齿条小齿轮传动机构之类的齿轮机构用作用于将电动马达的旋转运动转换为轴向线性运动的机构。这些运动转换机构包括滑动接触部分，并因此功率损耗增加，因此迫使电动马达尺寸及能量消耗增大。因此，滚珠丝杠机构作为更有效的致动器被广泛采用。
[0003]在现有技术的电动线性致动器中，可通过利用支撑在壳体上的电动马达旋转地驱动形成有滚珠螺纹的滚珠丝杠轴而使连接至螺母的输出构件轴向移动。通常，因为滚珠丝杠机构的摩擦非常低，所以滚珠丝杠轴趋向于在推力负载施加至输出构件时容易反向旋转，因此需要在电动马达停止时保持输出构件的位置。
[0004]因此，研制了 一种电动线性致动器，在该电动线性致动器中，为电动马达布置制动装置，或设置诸如蜗轮蜗杆之类的低效装置作为传动装置。在图6中，示出了其中的一个代表性实施方式，并且该电动线性致动器包括具有将旋转运动转换为线性运动的滚珠丝杠51的致动器主体52、用于将电动马达53的旋转运动传递至致动器主体52同时减小马达53的旋转速度的减速机构54、以及位置保持机构56，该位置保持机构用于通过其与形成减速机构54的一部分的第一齿轮55接合而保持致动器主体52的位置。
[0005]滚珠丝杠51包括:用作输出轴的丝杠轴57，在该丝杠轴的外周上形成有螺旋形螺纹槽57a ;螺母58，该螺母装配在丝杠轴57上并且其内周上形成有螺旋形螺纹槽58a ；以及若干滚珠59，这些滚珠可滚动地容纳在由相对的螺纹槽57a、58a形成的滚动路径中。
[0006]致动器主体52包括由一对滚珠轴承61、62可旋转地支撑在壳体60的内周上的螺母58以及能相对于壳体60轴向移动但不能旋转地被支撑的丝杠轴57。因此，由减速机构54驱动的螺母58的旋转运动可被转换成丝杠轴57的线性运动。
[0007]减速机构54包括:第一齿轮55，其形成为装配在电动马达53的马达轴53a上的小正齿轮；以及第二齿轮63,其与第一齿轮55配合并与螺母58 —体地形成为大正齿轮。
[0008]位置保持机构56包括:用作锁定构件并适于与第一齿轮55接合的轴64 ；以及螺线管65，其用作用于使轴64与第一齿轮55接合及脱离接合的驱动装置。轴64具有杆状构型并且被螺线管65线性驱动，使得其末端能被接纳在凹座66中。因为通过控制螺线管65使轴64与第一齿轮55接合而使轴64能阻止第一齿轮55旋转，所以能够稳固地保持致动器主体52的丝杠轴57的位置(参见例如以下的专利文献I)。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献I JP2OO9-15Ml6A
【发明内容】
[0012]本发明要解决的问题
[0013]在现有技术的电动线性致动器50中，因为通过控制螺线管65使轴64与第一齿轮55接合而使轴64能坚决阻止第一齿轮55旋转，所以能够在未导致接合面之间的任何打滑的情况下稳固地保持致动器主体52的丝杠轴57的位置。
[0014]然而，令人担心的是:在因电池的电压下降而电力不足的情况下就会不能实现电动线性致动器50的控制。在这种情况下，当推力负载施加至丝杠轴57时，螺母58就会反向旋转并因其惯性力矩而持续反向旋转。因此，令人担心的是，丝杠轴57的末端会抵接壳体60的内壁表面，并因此导致运行锁定，该运行锁定会使丝杠轴57不能靠自身借助电动马达53返回。
[0015]此外，当丝杠轴57的末端抵接壳体60的内壁时，由丝杠轴57施加至螺母58的作用力(反向推力负载)会朝右手方向推动螺母58，并因此成对滚珠轴承61、62中的滚珠轴承62也会被推靠壳体60的相对的内壁。因此,这有时导致线性致动器50在运转过程中被锁定。
[0016]而且，在由小直径正齿轮的第一齿轮55及大直径正齿轮的第二齿轮63的单齿轮组合形成的减速机构54中，在需要大的减速比或存在一些布局限制的情况下有时通过在马达轴53a与丝杠轴57之间设置中间轴而采用两级减速机构。在此情况下，存在机加工成本增加及部件数量与重量增加的问题。因此，期望一种中间轴结构，该中间轴具有优良的旋转性能并能将上述问题抑制在最小水平。
[0017]因此，本发明的目的是提供一种具有高旋转性能的电动线性致动器，该电动线性致动器能阻止滚珠丝杠的运行锁定，并能以低成本制造。
[0018]解决问题的手段
[0019]为了实现本发明的目的，根据本发明的第一方面，提供一种电动线性致动器，该电动线性致动器包括:壳体；安装在所述壳体上的电动马达；减速机构，该减速机构用于经由马达轴以减小的马达速度传递所述电动马达的旋转动力；以及滚珠丝杠机构，该滚珠丝杠机构用于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向线性运动，所述滚珠丝杠机构包括螺母和丝杠轴，在该螺母的内周上形成有螺旋形螺纹槽并且该螺母被轴承以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，所述丝杠轴与所述驱动轴同轴地一体结合，该丝杠轴的外周上形成有与所述螺母的所述螺旋形螺纹槽对应的螺旋形螺纹槽，所述丝杠轴适于经由大量滚珠插入所述螺母中并且被以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，所述电动线性致动器的特征在于:形成所述减速机构的一部分的输出齿轮固定在所述螺母上；并且所述轴承布置在所述输出齿轮的两侧，并隔着由环形弹性构件形成的垫圈安装在所述壳体上。
[0020]如第一方面所限定的，因为电动线性致动器包括:减速机构，该减速机构用于经由马达轴以减小的马达速度传递所述电动马达的旋转动力；以及滚珠丝杠机构，该滚珠丝杠机构用于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向线性运动，所述滚珠丝杠机构包括螺母和丝杠轴，在该螺母的内周上形成有螺旋形螺纹槽并且该螺母被轴承以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，所述丝杠轴与所述驱动轴同轴地一体结合，该丝杠轴的外周上形成有与所述螺母的所述螺旋形螺纹槽对应的螺旋形螺纹槽，所述丝杠轴适于经由大量滚珠插入所述螺母中并且被以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，并且所述电动线性致动器的特征在于:形成所述减速机构的一部分的输出齿轮固定在所述螺母上；并且所述轴承布置在所述输出齿轮的两侧，并隔着由环形弹性构件形成的垫圈安装在所述壳体上，所以能够提供这样一种电动线性致动器，由于轴承与壳体的内壁表面之间存在弹性构件(垫圈)，其充当用于逐渐吸收螺母的惯性力的构件，因此该电动线性致动器能够消除支撑轴承的轴向游隙，并且能够防止否则会由于轴承与壳体的内壁表面之间的摩擦引起的运行锁定的发生，即使丝杠轴的末端抵接壳体的内壁表面也是如此。
[0021]如第二方面限定的，优选的是，垫圈的内直径比轴承的内圈的外直径大，并且垫圈仅接触轴承的外圈。这使得能够防止因轴承的内圈与壳体接触而增大摩擦力，并因此由于轴承的可旋转的内圈与壳体的内壁之间形成轴向间隙因而二者之间不存在干涉，从而即使施加至驱动轴的反向推力负载朝壳体推动螺母也能确保防止运行锁定。
[0022]如第三方面中限定的，同样优选的是，轴承由一对相同规格的轴承形成，该相同规格的轴承能承受来自驱动轴的推力负载以及由输出齿轮施加的径向负载两者。这使得能够简化用于防止错误组装轴承的确认操作，并因而能改善组装中的可作业性。
[0023]如第四方面中限定的，优选的是，所述壳体包括第一壳体以及第二壳体，该第二壳体被布置成其端面抵接所述第一壳体的端面，所述电动马达安装在所述第一壳体上，在所述第一壳体与所述第二壳体中分别形成有用于收容所述丝杠轴的收容孔；其中，所述减速机构包括固定在所述马达轴上的输入齿轮、与所述输入齿轮配合的中间齿轮以及与所述中间齿轮配合并固定在所述螺母上的输出齿轮，并且所述中间齿轮经由轴承以可旋转的方式被支撑在一轴上，该轴的相对两端被支撑在所述第一壳体与所述第二壳体上。这使得即使第一壳体侧的支撑轴承因丝杆轴抵接壳体的壁表面引起的反作用而被朝第二壳体侧推动并因此由滚珠丝杠的螺纹槽在输出齿轮上产生旋转力，由于被轴承以可自由旋转的方式支撑的轴结构，也能够将由滚珠丝杠的螺纹槽在输出齿轮上产生的旋转力朝释放该旋转力的方向传递，并因此也能够减轻运转锁定。因此，能够提供一种低制造成本的电动线性致动器，该电动线性致动器能避免运转锁定，并具有优良的旋转性能。此外，由于可考虑负载能力而采用标准设计的轴承，从而能不过度增加部件数量而抑制制造成本。此外，因为将单个轴承布置在中间齿轮内而不必要为中间齿轮新设两侧轴承，所以能够在不增加电动线性致动器的轴向尺寸的情况下适当并紧凑地承载施加在中间齿轮上的负载。
[0024]如第五方面中限定的，同样优选的是，所述轴的一端压配合到第一壳体或第二壳体中，并且所述轴的另一端松配合到第二壳体或第一壳体中。这使得能够在允许错位的同时确保顺畅旋转的性能。
[0025]如第六方面中限定的，优选的是，所述中间齿轮的轴承构造成毂式滚针轴承，该毂式滚针轴承包括由钢板压制而成并压配合到所述中间齿轮的内周中的外圈并包括以可滚动的方式容纳在保持架中的多个滚针。这使得能够使用容易获取得的普通滚针轴承，并因此减少了制造成本。
[0026]如第七方面中限定的，优选的是，在所述中间齿轮的两侧布置有环形垫圈；并且其中，所述中间齿轮的齿轮齿的齿面宽度形成为比所述中间齿轮的整个轴向宽度小。这使得能够防止中间齿轮直接接触壳体，并减小了中间齿轮与垫圈之间的接触面积，因而通过抑制运转期间的摩擦阻力而实现了顺畅旋转的性能。
[0027]如第八方面中限定的，同样优选的是，所述垫圈由钢板形成，或如第九方面中限定的，所述垫圈由浸溃有预定量的纤维增强材料的热塑性合成树脂形成。这使得能够增加垫圈的强度及耐磨性，并因此提高了其耐久性。
[0028]如第十方面中限定的，同样优选的是，所述中间齿轮的轴承由滑动轴承形成，该滑动轴承构造成由添加有石墨细粉的多孔金属形成的含油轴承；并所述滑动轴承的整个轴向宽度形成为大于所述中间齿轮的整个轴向宽度。这使得能在不安装任何垫圈的情况下防止中间齿轮与第一壳体及第二壳体接触而磨损，以在中间齿轮运转期间抑制摩擦阻力而实现顺畅旋转的性能，并且通过抑制部件数量增加而减少制造成本。
[0029]发明效果
[0030]根据本发明的电动线性致动器，因为该电动线性致动器包括:壳体:安装在壳体上的电马达；减速机构，该减速机构用于经由马达轴以减小的马达速度传递所述电动马达的旋转动力；以及滚珠丝杠机构，该滚珠丝杠机构用于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向线性运动，所述滚珠丝杠机构包括螺母和丝杠轴，在该螺母的内周上形成有螺旋形螺纹槽并且该螺母被轴承以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，所述丝杠轴与所述驱动轴同轴地一体结合，该丝杠轴的外周上形成有与所述螺母的所述螺旋形螺纹槽对应的螺旋形螺纹槽，所述丝杠轴适于经由大量滚珠插入所述螺母中并且被以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，并且所述电动线性致动器的特征在于:形成所述减速机构的一部分的输出齿轮固定在所述螺母上；并且所述轴承布置在所述输出齿轮的两侧，并且隔着由环形弹性构件形成的垫圈安装在所述壳体上，所以能够提供这样一种电动线性致动器，由于轴承与壳体的内壁表面之间存在弹性构件(垫圈)，其充当用于逐渐吸收螺母的惯性力的构件，因此该电动线性致动器能够消除支撑轴承的轴向游隙，并且能够防止否则会由于轴承与壳体的内壁表面之间的摩擦引起的运行锁定的发生，即使丝杠轴的末端抵接壳体的内壁表面也是如此。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是示出本发明的电动线性致动器的第一优选实施方式的纵向剖面图；
[0032]图2是示出图1的电动线性致动器的致动器主体的纵向剖面图；
[0033]图3是示出图1的电动线性致动器的中间齿轮的局部放大图；
[0034]图4是示出图3的中间齿轮的变型例的局部放大图；
[0035]图5是示出本发明的电动线性致动器的第二优选实施方式的纵向剖面图；
[0036]图6是示出现有技术的电动线性致动器的纵向剖面图。
【具体实施方式】
[0037]实现本发明的一种模式是这样一种电动线性致动器，该电动线性致动器包括:轻铝合金制成的壳体；安装在壳体上的马达；减速机构，该减速机构用于经由马达轴以减小的马达速度传递所述电动马达的旋转动力；以及滚珠丝杠机构，该滚珠丝杠机构用于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向线性运动，所述滚珠丝杠机构包括螺母和丝杠轴，在该螺母的内周上形成有螺旋形螺纹槽并且该螺母被轴承以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，所述丝杠轴与所述驱动轴同轴地一体结合，该丝杠轴的外周上形成有与所述螺母的所述螺旋形螺纹槽对应的螺旋形螺纹槽，所述丝杠轴适于经由大量滚珠插入所述螺母中并且被以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，所述电动线性致动器的特征在于:形成所述减速机构的一部分的输出齿轮固定在所述螺母上；所述轴承由一对相同规格的轴承形成，该轴承能承受来自所述驱动轴的推力负载及经由所述输出齿轮施加的径向负载二者；所述轴承布置在所述输出齿轮的两侦牝并且隔着由环形弹性构件形成的垫圈安装在所述壳体上；并且所述垫圈的内直径大于所述轴承的内圈的外直径。
[0038]第一实施方式
[0039]下文将参照附图描述本发明的优选实施方式。
[0040]图1是示出本发明的电动线性致动器的第一优选实施方式的纵向剖面图，图2是示出图1的电动线性致动器的致动器主体的纵向剖面图，图3是示出图1的电动线性致动器的中间齿轮的局部放大图，以及图4是示出图3的中间齿轮的变型例的局部放大图。
[0041]如图1中所示，电动线性致动器I包括:由轻铝合金形成的壳体2 ;安装在壳体2上的电动马达(未示出)；减速机构6,该减速机构包括与安装在电动马达的马达轴(未示出)上的输入齿轮3配合的中间齿轮4并包括输出齿轮5 ;用于借助减速机构6将电动马达的旋转运动转换为驱动轴7的轴向线性运动的滚珠丝杠机构8 ;以及包括滚珠丝杠机构8的致动器主体9。
[0042]壳体2包括适于借助紧固螺栓(未示出)相互抵接地组装并且固定成一体的第一壳体2a及第二壳体2b。电动马达可安装在第一壳体2a上,并且用于收容丝杠轴10的收容孔(通孔)11及收容孔(盲孔)12分别形成在第一壳体2a及第二壳体2b中。
[0043]输入齿轮3安装在马达轴的端部上，并且由安装在第二壳体2b上的、由深沟滚珠轴承形成的滚动轴承13可旋转地支撑。与由正齿轮形成的中间齿轮4配合的输出齿轮5借助键14(图2) —体地固定在形成滚珠丝杠机构8的螺母18上。
[0044]驱动轴7与形成滚珠丝杠机构8的丝杠轴10形成一体，并且接合销15、15布置在驱动轴7的一端(图1中的右侧端)。这些接合销15、15适于与止动环16接合以确保防止丝杠轴10从壳体2脱落，并防止在运行中与壳体2的内壁抵接而被锁定。标号19表示安装在壳体2b的收容孔12中并形成有轴向延伸的引导槽19a、19a的引导构件，所述引导槽与接合销15，15接合以可轴向运动但不可旋转地引导丝杠轴10。
[0045]如图2的放大图中所示，滚珠丝杠机构8包括丝杠轴10及经由滚珠17装配在丝杠轴10上的螺母18。丝杠轴10的外周上形成有螺旋形螺纹槽10a，并且丝杠轴10被可轴向运动地但不可旋转地支撑。另一方面，螺母18的内周上形成有与丝杠轴10的螺旋形螺纹槽IOa对应的螺旋形螺纹槽18a，并且一些滚珠17被可滚动地收容在这些螺纹槽10a、18a之间。螺母18由两个轴承20、20相对于壳体(图2未示出)可旋转但不可轴向运动地支撑在壳体上。标号21表示用于使滚珠17连续循环通过螺母18的螺纹槽18a的桥接件。
[0046]每个螺纹槽10a、18a的横截面构型可以是圆弧和哥特式弧构型之一。然而，此实施方式采用哥特式弧构型，因为哥特式弧构型可与滚珠17具有大接触角并具有小轴向间隙。这使得能够具有对抗轴向负载的大刚度，抑制振动的产生。[0047]螺母18由诸如SCM415或SCM420之类的表面硬化钢形成，其表面通过真空渗碳淬火被硬化至HRC55至62。这使得能够省略诸如用于热处理后除鳞的抛光之类的处理，因而能够减少制造成本。另一方面，丝杠轴10由诸如S55C之类的中碳钢或诸如SCM415或SCM420之类的表面硬化钢形成，并且丝杠轴10的表面通过感应淬火或渗碳淬火被硬化至HRC55 至 62。
[0048]形成减速机构6的输出齿轮5 —体地固定在螺母18的外周18b上，并且两个支撑轴承20、20以预定过盈压配合在输出齿轮5的两侧上。这使得即便来自驱动轴7的推力负载施加至支撑轴承20、20及输出齿轮5，也能够防止支撑轴承20、20与输出齿轮5之间产生轴向位移。此外，每个支撑轴承20、20由密闭型深沟滚珠轴承形成，其中屏蔽板20a、20a布置在支撑轴承的两侧以防止容纳在轴承中的润滑油泄漏并防止磨损的粉末或碎片从外部侵入轴承中。
[0049]根据此实施方式，因为用于可旋转地支撑螺母18的轴承20、20由相同规格的深沟轴承形成，所以能够承受来自驱动轴7的推力负载及由输出齿轮5施加的径向负载二者，并且也能够简化用于防止错误组装轴承20的确认操作。此外，外周构型可以是不具有任何台阶的直筒形，并因此能够采用无心磨削并减少机加工步骤。在此情况下，术语“相同规格的轴承”意思是具有相同内直径、外直径、宽度、尺寸及滚动元件数量以及轴承内隙的轴承。
[0050]同样在此实施方式中，成对的支撑轴承20、20中的一个隔着由环形弹性构件形成的垫圈27安装在壳体2a上。垫圈27是由具有高强度及高耐磨性的奥氏体不锈钢板(JIS的SUS304)或防腐冷轧钢板(JIS的SPCC)压制形成的波形垫圈。垫圈27的内直径“D”(图2)比轴承20的内圈的外直径“d”大。这使得能够消除成对轴承20、20的轴向游隙，并获得丝杠轴10的顺畅旋转。而且，因为垫圈27仅接触轴承20的外圈而不接触用作可旋转圈的内圈，因而不与内圈发生干涉，所以能够防止由于轴承的内圈与壳体2a接触而增大摩擦力，并因此即使螺母18被施加至驱动轴7的反向推力负载朝壳体2a推动也能够确保防止发生运行锁定。
[0051]如图3中所示，中间齿轮4经由滚动轴承23可旋转地支撑在轴22上，该轴22的相对两端被支撑在第一壳体2a与第二壳体2b上。例如在使轴22的第一壳体侧端部以压配合设置的情况下使轴22的第二壳体侧端部以间隙配合设置，借此可允许轴22与滚动轴承23错位(组装误差)，并且会确保中间齿轮4顺畅旋转。在图3中所示的实施方式中，滚动轴承23由毂式滚针轴承形成，该滚针轴承包括由钢板压制而成并且压配合至中间齿轮4的内周中的外圈24以及多个容纳在保持架25中的滚针26。这使得能够采用容易获得的标准设计轴承，从而减少制造成本。
[0052]此外，环形垫圈28、28布置在中间齿轮4的两侧以防止中间齿轮4直接接触第一壳体2a与第二壳体2b。而且，中间齿轮4的齿轮齿的齿面宽度4b形成为小于中间齿轮4的整个轴向宽度。这使得能够减小中间齿轮4与垫圈28、28之间的接触面积，从而由于抑制了旋转过程中的摩擦阻力而获得了顺畅旋转的性能。垫圈28、28是由具有高强度及高耐磨性的奥氏体不锈钢板或防腐冷轧钢板压制形成的平垫圈。另选的是，垫圈28、28可由黄铜、烧结金属或诸如PA (聚酰胺)66等之类的热塑性合成树脂形成，在该PA66中浸溃有预定量的诸如GF(玻璃纤维)等之类的纤维增强材料。
[0053]此外，中间齿轮4的轴承23的轴向宽度设定为小于中间齿轮4的整个轴向宽度。这使得能够防止轴承23的侧面被磨损及变形，从而获得顺畅旋转的性能。
[0054]图4中示出了图3的变型例。中间齿轮29经由滑动轴承30可旋转地支撑在轴22上，该轴22的相对两端被支撑在第一壳体2a与第二壳体2b上。根据此变型例，中间齿轮29的齿轮齿的齿面宽度29b形成为与中间齿轮29的整个轴向宽度相同，并且滑动轴承30构造成为含油轴承(例如“BEARFIGHT”(NTN公司的注册商标))并被压配合至中间齿轮29的内周29a中。滑动轴承30的整个轴向宽度形成为大于中间齿轮29的整个轴向宽度。这使得能够在不安装任何垫圈的情况下防止中间齿轮4与第一壳体2a及第二壳体2b接触而磨损，从而通过在中间齿轮29旋转期间抑制摩擦阻力而获得顺畅旋转的性能，并且通过抑制部件数量增加而减少制造成本。滑动轴承30可由能够注塑成型的热塑性聚酰胺树脂形成。
[0055]第二实施方式
[0056]图5是示出本发明的电动线性致动器的第二优选实施方式的纵向剖面图。此实施方式与第一实施方式的主要不同仅在于支撑轴承与垫圈的结构，因此，在该实施方式中同样使用与第一实施方式中所用的相同的附图标记来表示与第一实施方式中的那些部件或部分具有相同功能的部件或部分。
[0057]电动线性致动器31包括:由轻招合金形成的壳体2 ;电动马达(未示出)；与安装在电动马达的马达轴(未示出)上的输入齿轮3配合的中间齿轮4 ;减速机构6，该减速机构包括中间齿轮4及输出齿轮5 ;用于经由减速机构6将电动马达的旋转运动转换为驱动轴7的轴向线性运动的滚珠丝杠机构8’ ；以及包括滚珠丝杠机构8’的致动器主体9’。
[0058]滚珠丝杠机构8’包括丝杠轴10及装配在丝杠轴10上的螺母32。螺母32由诸如SCM415或SCM420之类的表面硬化钢形成，并且借助两个轴承33、20相对于壳体2a、2b可旋转但不能轴向运动地支撑在第一壳体2a与第二壳体2b上。
[0059]形成减速机构6的输出齿轮5通过键14 一体地固定在螺母32的外周18b上，并且两个支撑轴承33、20以预定过盈压配合在输出齿轮5的两侧。两个支撑轴承33、20中的布置在壳体2a上的一个支撑轴承33是密闭型深沟滚珠轴承，该深沟滚珠轴承的尺寸小于布置在另一壳体2b上的支撑轴承20的尺寸，并且该支撑轴承33借助止动环34而轴向不可动地固定在螺母32的外周32a上。这使得即便来自驱动轴7的推力负载施加至支撑轴承33、20及输出齿轮5，也能够防止支撑轴承33、20与输出齿轮5之间产生轴向位移。
[0060]同样在此实施方式中，支撑轴承33隔着环形构型的垫圈35安装在壳体2a上。垫圈35由诸如合成橡胶之类的弹性构件(弹性体)形成，并且垫圈35的内直径大于支撑轴承33的内圈的外直径。这使得能够消除成对轴承33、20的轴向游隙，并获得丝杠轴10的顺畅旋转。与第一实施方式相似，因为垫圈35仅接触轴承33的外圈而不接触用作可旋转环的内圈，因而不与内圈发生干涉，所以能够防止由于轴承的内圈与壳体2a接触而增大摩擦力，并因此即使螺母32被施加至驱动轴7的反向推力负载朝壳体2a推动也能够确保防止发生运行锁定。
[0061]此外，中间齿轮4经由滚动轴承23可旋转地支撑在轴22上，该轴22的两端支撑在第一壳体2a与第二壳体2b上。环形垫圈36、36布置在中间齿轮4的两侧以防止中间齿轮4直接接触第一壳体2a与第二壳体2b。而且，中间齿轮4的齿轮齿的齿面宽度4b形成为小于中间齿轮4的整个轴向宽度。这使得能够减小中间齿轮4与垫圈36、36之间的接触面积，从而由于抑制了旋转过程中的摩擦阻力而获得顺畅旋转的性能。垫圈36、36是由具有高强度及高耐磨性的奥氏体不锈钢板或防腐冷轧钢板压制形成的平垫圈。垫圈36可由奥氏体不锈钢板或防腐冷轧钢板压制形成，并且每个垫圈36具有大致L形横截面，在其内周上具有凸缘部36a。因此，能够通过凸缘部36a与形成在第一壳体2a与第二壳体2b中的凹进部接合而防止垫圈36脱落并改善组装过程中的可作业性。
[0062]已参照优选实施方式描述了本发明。显然，对于本领域中的普通技术人员而言，在阅读并理解了在前的详细描述的情况下会想到多种变型及变更。本发明理应被解释为包括所有落入所附权利要求或其等价物的范围内的这种变更及变型。
[0063]工业实用件
[0064]本发明的电动线性致动器可应用至这样的电动线性致动器，该电动线性致动器用于通用工业的电动马达中及汽车等的驱动部分中并且具有用于将来自电动马达的旋转输入转换为驱动轴的线性运动的滚珠丝杠机构。
[0065]附图标记说明
[0066]1、31 电动线性致动器
[0067]2壳体
[0068]2a第一壳体
[0069]2b第二 壳体
[0070]3输入齿轮
[0071]4、29 中间齿轮
[0072]4a、29a 中间齿轮的内周
[0073]5输出齿轮
[0074]6减速机构
[0075]7驱动轴
[0076]8、8’ 滚珠丝杠机构
[0077]9、9’ 致动器主体
[0078]10丝杠轴
[0079]10a、18a 螺纹槽
[0080]11收容孔(通孔)
[0081]12收容孔(盲孔)
[0082]13、23 滚动轴承
[0083]14键
[0084]15接合销
[0085]16、34止动环
[0086]17滚珠
[0087]18、32螺母
[0088]18b,32a螺母的外周
[0089]19引导机构
[0090]19a引导槽
[0091]20、33支撑轴承[0092]20a屏蔽板
[0093]21桥接件
[0094]22轴
[0095]24外圈
[0096]25保持架
[0097]26滚针
[0098]27、28、35、36 垫圈
[0099]30滑动轴承
[0100]36a凸缘部
[0101]50电动线性致动器[0102]51滚珠丝杠
[0103]52致动器主体
[0104]53电动马达
[0105]54减速机构
[0106]55第一齿轮
[0107]56位置保持机构
[0108]57丝杠轴
[0109]57a、58a螺纹槽
[0110]58螺母
[0111]59滚珠
[0112]60壳体
[0113]61,62滚珠轴承
[0114]63第二齿轮
[0115]64轴
[0116]65螺线管
[0117]66凹座
[0118]d支撑轴承的内圈的外直径
[0119]D垫圈的内直径
【权利要求】
1.一种电动线性致动器，该电动线性致动器包括: 壳体； 安装在所述壳体上的电动马达； 减速机构，该减速机构用于经由马达轴以减小的马达速度传递所述电动马达的旋转动力；以及 滚珠丝杠机构，该滚珠丝杠机构用于将经由所述减速机构传递的所述电动马达的旋转运动转换为驱动轴的轴向线性运动，所述滚珠丝杠机构包括螺母和丝杠轴，在该螺母的内周上形成有螺旋形螺纹槽并且该螺母被轴承以可旋转但不可轴向运动的方式支撑在所述壳体上，所述丝杠轴与所述驱动轴同轴地一体结合，在该丝杠轴的外周上形成有与所述螺母的螺旋形螺纹槽对应的螺旋形螺纹槽，所述丝杠轴适于经由多个滚珠插入所述螺母中并且以可旋转但不可轴向运动的方式被支撑在所述壳体上， 所述电动线性致动器的特征在于: 形成所述减速机构的一部分的输出齿轮固定在所述螺母上；并且 所述轴承布置在所述输出齿轮的两侧，并且隔着由环形弹性构件形成的垫圈安装在所述壳体上。
2.根据权利要求1所述的电动线性致动器，其中，所述垫圈的内直径大于所述轴承的内圈的外直径。
3.根据权利要求1或2所述的电动线性致动器，其中，所述轴承由一对相同规格的轴承形成，该轴承能承受来自所述驱动轴的推力负载以及经由所述输出齿轮施加的径向负载二者。
4.根据权利要求1所述的电动线性致动器，其中，所述壳体包括第一壳体以及第二壳体，该第二壳体被布置成其端面抵接所述第一壳体的端面，所述电动马达安装在所述第一壳体上，在所述第一壳体与所述第二壳体中分别形成有用于收容所述丝杠轴的收容孔；其中，所述减速机构包括固定在所述马达轴上的输入齿轮、与所述输入齿轮配合的中间齿轮以及与所述中间齿轮配合并固定在所述螺母上的输出齿轮，并且所述中间齿轮经由轴承以可旋转的方式被支撑在一轴上，该轴的相对两端被支撑在所述第一壳体与所述第二壳体上。
5.根据权利要求4所述的电动线性致动器，其中，所述轴的一端压配合到所述第一壳体或所述第二壳体中，所述轴的另一端松配合到所述第二壳体或所述第一壳体中。
6.根据权利要求4所述的电动线性致动器，其中，所述中间齿轮的轴承构造成毂式滚针轴承，该毂式滚针轴承包括由钢板压制而成并压配合到所述中间齿轮的内周中的外圈并包括以可滚动的方式容纳在保持架中的多个滚针。
7.根据权利要求4所述的电动线性致动器，其中，在所述中间齿轮的两侧布置有环形垫圈；并且其中，所述中间齿轮的齿轮齿的齿面宽度形成为比所述中间齿轮的整个轴向宽度小。
8.根据权利要求7所述的电动线性致动器，其中，所述垫圈由钢板形成。
9.根据权利要求7所述的电动线性致动器，其中，所述垫圈由浸溃有预定量的纤维增强材料的热塑性合成树脂形成。
10.根据权利要求4所述的电动线性致动器，其中，所述中间齿轮的轴承由滑动轴承形成，该滑动轴承构造成由添加有石墨细粉的多孔金属形成的含油轴承；并且其中，所述滑动轴承的整个轴向宽度形成为 大于所述中间齿轮的整个轴向宽度。
【文档编号】F16H1/08GK103946587SQ201280056132
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2011年11月16日
【发明者】池田良则 申请人:Ntn株式会社