电动促动器的制造方法

电动促动器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动促动器，具备：电动马达，其具有输出轴，并产生旋转驱动力；将旋转驱动力传递到换挡选挡轴的换挡变换机构和选挡变换机构；用于将旋转驱动力传递到换挡变换机构和选挡变换机构的传动轴；以及与输出轴和传动轴同轴设置、并将输出轴与传动轴连结成能够一体旋转的联轴器。电动促动器具备用于检测电动马达的输出轴的旋转角度的解析器。解析器的解析器转子外嵌于联轴器的传动轴侧圆筒部。
【专利说明】电动促动器
[0001]本申请主张于2012年8月8日提出的日本专利申请第2012 — 175919号、和2013年5月13日提出的日本专利申请第2013 - 101400号的优先权，上述优先权文件的内容、包括说明书、附图以及说明书摘要全都通过援引而包含于本发明。
【技术领域】
[0002]本发明涉及以电动马达作为驱动源的电动促动器。
【背景技术】
[0003]以往，自动进行手动变速器的变速级的变更的机械式手自一体变速器(AutomatedManual Transmission)的变速装置已经公知。机械式手自一体变速器的变速装置包括变速器和电动促动器。上述变速器收纳变速齿轮等。上述电动促动器对变速器进行变速驱动。在日本特开2012 - 97803号公报中公开了如下的电动促动器:具备电动马达等，借助由电动马达产生的旋转驱动力使换挡选挡轴绕轴中心旋转而使变速杆进行换挡动作、或使换挡选挡轴沿轴向移动而使变速杆进行选挡动作。
[0004]电动促动器具备换挡变换机构、选挡变换机构、第一电磁离合器、第二电磁离合器以及第一传动轴。上述换挡变换机构将来自电动马达的旋转驱动力变换为使换挡选挡轴绕轴中心绕旋转的力。上述选挡变换机构将该旋转驱动力变换为使换挡选挡轴沿轴向移动的力。上述第一电磁离合器将该旋转驱动力传递到换挡变换机构或切断其的传递。上述第二电磁离合器将该旋转驱动力传递到选挡变换机构或切断其传递。上述第一传动轴将上述旋转驱动力传递到第一电磁离合器及第二电磁离合器。
[0005]第一传动轴的一端部与电动马达的输出轴以能够一体旋转的方式连结，第一传动轴的另一端部与第一电磁离合器、第二电磁离合器连接。因此，来自电动马达的旋转驱动力从输出轴输出而传递到第一传动轴，并从第一传动轴经由第一电磁离合器、第二电磁离合器传递到换挡变换机构、选挡变换机构。
[0006]电动促动器具有环形的解析器转子和解析器定子。上述解析器转子以能够一体旋转的方式外嵌于输出轴。上述解析器定子以非接触的方式包围解析器转子。电动促动器被收纳在电动马达的马达外壳内。解析器转子通常配设于相比马达转子靠前端侧、即第一传动轴侧的位置。
[0007]为了实现电动马达的小型化，需要使解析器小型化，更具体而言需要使解析器转子小型化。进而，为了使解析器转子小型化，需要使与解析器转子嵌合的输出轴变细。在日本特开2012 - 97803号公报所公开的电动促动器中，在输出轴和传动轴双方都很细的情况下，并不将输出轴与传动轴直接结合，而是在输出轴与传动轴之间夹装有联轴器。联轴器与输出轴的前端部以及传动轴的一端部外嵌结合。在该情况下，由于使输出轴与传动轴经由联轴器结合，因此，由于联轴器的存在，导致电动促动器整体的最大尺寸变大。这样的课题不仅存在于用于进行变速切换的电动促动器中，在以电动马达作为驱动源的电动促动器中是共通的。
【发明内容】

[0008]本发明的目的之一在于提供一种电动促动器，其能够抑制因从电动马达朝传动轴传递旋转驱动力的结构而引起的大型化。
[0009]本发明的电动促动器在结构上的特征在于，包括:电动马达，该电动马达具有:输出轴；马达转子，该马达转子外嵌于上述输出轴，且具有背轭和安装于上述背轭的外周面的磁铁；以及包围上述马达转子的马达定子，该电动马达产生旋转驱动力并将上述旋转驱动力从上述输出轴输出；传递机构，该传递机构用于将由上述电动马达产生的旋转驱动力传递到驱动力输出部；传动轴，该传动轴与上述输出轴同轴设置，用于将上述旋转驱动力传递到上述传递机构；联轴节，该联轴节具有与上述输出轴和上述传动轴同轴设置的圆筒部，将上述输出轴与上述传动轴连结成能够一体旋转；以及解析器，该解析器具有(以在上述输出轴以及上述传动轴的轴向上与上述联轴节重叠的方式)外嵌于上述圆筒部的解析器转子，用于检测上述输出轴的旋转角度。
[0010]通过以下的参照附图对本发明的实施方式进行的详细描述能够清楚本发明的上述及其他的特征和优点，其中，相同的标号表示相同的要素。
【专利附图】

【附图说明】
[0011]图1是示出组装有本发明的一个实施方式所涉及的电动促动器的变速装置的简要结构的分解立体图。
[0012]图2是示出图1所示的变速装置中的变速驱动装置的结构的立体图。
[0013]图3是示出变速驱动装置的结构的仰视图。
[0014]图4是示出变速驱动装置的结构的剖视图。
[0015]图5是沿着图4的A —A线的剖视图。
[0016]图6是示出联轴器的结构的立体图。
[0017]图7是沿着图4的B —B线的剖视图。
[0018]图8是示出本发明的变形例的主要部位剖视图。
【具体实施方式】
[0019]以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是示出组装有本发明的一个实施方式的电动促动器21的变速装置的简要结构的分解立体图。变速装置I具备变速器2和对变速器2进行变速驱动的变速驱动装置3。变速器2是公知的常啮合式的平行齿轮式变速器，搭载于乘用车、卡车等车辆。变速器2具备齿轮外壳7和被收纳在齿轮外壳7内的常啮合式的平行齿轮式变速机构(未图示)。
[0020]变速驱动装置3包括换挡选挡轴15和电动促动器21。上述换挡选挡轴15使变速器2的上述变速机构(未图示)进行换挡动作或者选挡动作。上述电动促动器21作为用于使换挡选挡轴(驱动力输出部)15进行换挡动作或者选挡动作的共通的驱动源使用。另外，图1是对各部件进行简化并示出的图，各部件的详细结构(特别是电动促动器21)在后述的图2以后的图中不出。
[0021]换挡选挡轴15是在规定方向(图示的M4的方向)较长的轴状体。在换挡选挡轴15的中途部固定有被收纳在齿轮外壳7内的变速杆16的一端16A。变速杆16绕换挡选挡轴15的中心轴线17与换挡选挡轴15 —同旋转。换挡选挡轴15的前端侧(图1所示的右后侧)突出到齿轮外壳7外。此处，变速杆16根据换挡选挡轴15是进行绕轴旋转还是沿轴向M4移动而进行实际的换挡动作、选挡动作。具体而言，电动促动器21通过使换挡选挡轴15旋转而使变速杆16进行换挡动作，通过使换挡选挡轴15滑动而使变速杆16进行选挡动作。
[0022]在齿轮外壳7内收纳有相互平行地延伸的多个换挡杆10A、10B、10C。在各换挡杆10A、10BU0C固定有能够与变速杆16的另一端16B卡合的换挡块12A、12B、12C。并且，在各换挡杆10A、10BU0C设置有与变速器2内的离合器套筒(未图示)卡合的换挡拨叉11。另夕卜，在图1中，仅示出设置于换挡杆IOA的换挡拨叉11。
[0023]当利用电动促动器21使换挡选挡轴15沿其轴向M4移动(滑动)时，变速杆16沿轴向M4移动。结果，变速杆16的另一端16B选择性地与换挡块12A、12B、12C中的某一个卡合，由此实现选挡动作。另一方面，当利用电动促动器21使换挡选挡轴15绕其中心轴线17旋转时，变速杆16绕中心轴线17摆动。结果，与变速杆16卡合的换挡块12A、12B、12C中的某一个沿换挡杆10A、10B、10C的轴向M1、M2、M3移动。由此，实现换挡动作。另外，为了进行该换挡动作而需要的换挡选挡轴15的旋转角显著小于360° (换挡选挡轴15旋转一周的角度)(例如120°左右)。
[0024]图2是示出图1所示的变速装置中的变速驱动装置3的结构的立体图。图3是示出变速驱动装置3的结构的仰视图。图4是示出变速驱动装置3的结构的剖视图。图5是沿着图4的A — A线的剖视图。以下，参照图2?图5，对变速驱动装置3、特别是电动促动器21的结构进行说明。
[0025]电动促动器21固定于齿轮外壳7 (参照图1)的外表面。如图4所不，电动促动器21具备形成其外廓并收纳换挡选挡轴15等的箱状的主体外壳22。具体而言，电动促动器21除了具备主体外壳22之外，还具备图2所示的安装支架18。安装支架18 —体地具备主体部19和延伸设置部20。
[0026]主体部19形成为俯视(仰视)观察具有矩形状的轮廓的块状(一并参照图3)。在主体部19的一侧面形成有呈凹状地凹陷的俯视观察呈矩形状的中空部分19A。
[0027]延伸设置部20呈圆管状，且从主体部19朝主体外壳22侧延伸。在延伸设置部20的靠主体外壳22侧(图3的下侧)的端部一体地设置有朝延伸设置部20的径向突出的凸缘部20A。从延伸设置部20的延伸方向观察时的凸缘部20A的轮廓呈大致矩形状。在凸缘部20A与主体外壳22接触的状态下，对凸缘部20A (四角的部分)以及主体外壳22组装共通的多个(此处为四个)螺栓14。由此，安装支架18被固定于主体外壳22。
[0028]进而，在从延伸设置部20的延伸方向观察的情况下，在主体部19的与延伸设置部20的中空部分的圆中心一致的部分形成有圆形的插通孔19B，该插通孔19B贯通主体部19并与中空部分19A连通。在图2中，插通孔19B形成于主体部19的靠延伸设置部20侧的位置。在安装支架18中，主体部19借助螺栓(未图示)被组装于齿轮外壳7 (参照图1)。由此，电动促动器21 (换言之为变速驱动装置3整体)被固定于齿轮外壳7的外表面。在该状态下，在换挡选挡轴15中,变速杆16侧的部分伸出至主体外壳22的外部。换挡选挡轴15的伸出至主体外壳22的外部的部分配置在延伸设置部20的内部以及主体部19的中空部分19A内。在该状态下，该部分插通于主体部19的插通孔19B，并且从主体部19的中空部分19A朝外部露出。变速杆16配置于主体部19的中空部分19A，并伸出至主体外壳22的外部。进而，变速杆16的另一端16B从中空部分19A朝主体部19的外部伸出，并与上述换挡块12A、12B、12C (参照图1)中的某一个卡合。
[0029]参照图4，电动促动器21具备电动马达23、换挡变换机构24、选挡变换机构25以及切换单元26。电动马达23例如采用无刷电机。电动马达23包括输出轴130、马达转子131、马达定子132、马达外壳133以及马达壳体134。
[0030]输出轴130沿规定方向(在图4中为左右方向)延伸。输出轴130经由联轴器200(联轴节)与传动轴41以能够一体旋转的方式连结。联轴器200形成为大致圆筒状。联轴器200以与输出轴130、传动轴41同轴的姿态设置。联轴器200与输出轴130的前端部130A以及传动轴41的第二端部46B外嵌结合。
[0031]马达转子131包括背轭135和磁铁136。背轭135是用于防止电动马达23漏磁从而使磁铁136的磁力为最大限度的磁性部件。背轭135呈环状，且在轴向具有规定的厚度。磁铁136设置有多个，在背轭135的外周面以沿周方向排列的方式安装。输出轴130插通于背轭135的中空部分，由此，马达转子131以能够分离的方式外嵌于输出轴130，能够以输出轴130的轴中心为中心与输出轴130 —体旋转。
[0032]马达定子132由未图示的线圈等构成。马达外壳133呈在与输出轴130正交的方向(在图4中为上下方向)延伸的板状。在马达外壳133形成有圆形的插通孔137和大致圆筒状的内周面138。上述插通孔137沿马达外壳133的厚度方向(与输出轴130平行的方向)贯通马达外壳133。上述内周面138划分形成插通孔137。内周面138在轴向(插通孔137的进深方向)的多个位置被适当地缩径或扩径。在内周面138、且是在与插通孔137的进深方向的中途部分一致的部分设置有朝插通孔137内(圆形的插通孔137的径向内侧)伸出的肋139。插通孔137由肋139分隔为比肋139靠一侧(在图4中为左侧)的第一空间141、和比肋139靠另一侧(在图4中为右侧)的第二空间142。在第一空间141嵌入有环状的滚动轴承143。在滚动轴承143中，外圈内嵌于第一空间141的内周面138。在马达外壳133的靠第一空间141侧的侧面(在图4中为左侧面)形成有与插通孔137呈同轴状的圆筒状的台阶部133A，该台阶部133A从该侧面伸出。并且，马达外壳133的端部(在图4中为上下的端部)借助螺栓149被固定于主体外壳22。换言之，马达外壳133经由螺栓149以能够装卸的方式安装于主体外壳22。
[0033]马达壳体134呈大致圆筒状，在轴向的一端形成有使马达壳体134的内部露出的开口 144。马达壳体134中的在轴向上与开口 144相反侧的圆板状部分构成封闭马达壳体134的轴向上的另一端的底145。在底145的面向马达壳体134的内部的侧面(在图4中为底145的右侧面)的圆心位置形成有朝开口 144侧突出的环状的第一肋146。在由第一肋146包围的空间147嵌入有环状的滚动轴承148。滚动轴承148的外圈内嵌于第一肋146的内周面。马达壳体134的与开口 144相邻的部分外嵌于马达外壳133的台阶部133A，由此，马达壳体134被安装于马达外壳133，在该状态下，滚动轴承143、148呈同轴状地配置。这样，能够经由马达外壳133将马达壳体134安装于主体外壳22。并且，由于马达壳体134的开口 144被马达外壳133的台阶部133A封闭，因此能够防止异物进入马达壳体134内。
[0034]在电动马达23中，马达转子131被收纳在马达壳体134的内部、且被收纳于滚动轴承143、148之间的区域。并且，上述马达定子132被收纳在马达壳体134内、且被安装于马达壳体134的内周面，并以非接触的方式包围马达转子131。进而，与马达转子131 —体化的输出轴130插通于滚动轴承143、148各自的中空部分(换言之为上述马达外壳133的插通孔137以及空间147)。由此,马达转子131以及输出轴130经由滚动轴承143、148而被马达外壳133以及马达壳体134支承为能够旋转。输出轴130的一部分从马达外壳133的插通孔137朝电动马达23的外部(在图4中为比马达外壳133靠右侧的位置)露出。在电动马达23中，当从未图示的电源被供给电力时，马达转子131以及输出轴130 —体旋转，由此产生旋转驱动力(转矩)。电动马达23将所产生的旋转驱动力从输出轴130输出。另夕卜，电动马达23能够正反旋转。
[0035]并且，与电动马达23相关，电动促动器21包括解析器160。解析器160被收纳于马达外壳133的插通孔137的第二空间142。解析器160包括环状的解析器转子161和解析器定子162。上述解析器转子161能够与输出轴130 —体旋转。上述解析器定子162以非接触的方式包围解析器转子161。解析器定子162呈环状，且内置有线圈(未图示)。解析器定子162嵌入于马达外壳133的插通孔137的第二空间142。详细地说，解析器定子162内嵌于第二空间142的内周面138。由此，能够利用马达外壳133固定解析器定子162的位置。解析器160根据通过使解析器转子161与输出轴130 —体旋转而产生的电压变化来检测输出轴130的旋转角度。作为解析器160，采用解析器转子161的内径细的小型解析器。
[0036]解析器转子161外嵌于联轴器200的外周。具体而言，在包括联轴器200的第二端部(联轴节的输出轴侧的端部)200B的区域形成有传动轴侧圆筒部(第二圆筒部)201，解析器转子161通过压入而外嵌固定在传动轴侧圆筒部201的外周。换挡变换机构24用于将电动马达23的旋转驱动力变换为使换挡选挡轴15绕中心轴线17 (绕轴)旋转的力并传递到换挡选挡轴15。选挡变换机构25用于将电动马达23的旋转驱动力变换为使换挡选挡轴15沿其轴向M4 (与图4的纸面正交的方向)移动(滑动)的力并传递到换挡选挡轴15。切换单元26用于在换挡变换机构24与选挡变换机构25之间切换电动马达23的旋转驱动力的传递对象。电动马达23从外部安装于主体外壳22，与此相对，换挡变换机构24、选挡变换机构25以及切换单元26被收纳在主体外壳22内。
[0037]在主体外壳22的电动马达23侧(图4的左侧)形成有马达用开口部13。马达用开口部13由大致板状的盖27封闭。盖27是主体外壳22的一部分。上述主体外壳22以及盖27分别使用例如铸铁、铝等金属材料形成，盖27的外周与主体外壳22的马达用开口部13嵌合。在盖27形成有贯通其内表面(图4所示的右侧面)和外表面(图4所示的左侧面)的圆形的贯通孔29。并且，电动马达23的马达外壳133被固定于盖27的外表面。电动马达23以马达壳体134以及马达外壳133在主体外壳22的外部露出的方式安装。电动马达23的输出轴130与换挡选挡轴15以俯视观察时(在图4中为从上方观察的情况下)的交叉角形成为90°的交叉角的关系配置。因此，输出轴130沿着与轴向M4正交的规定的方向(图4所示的左右方向)延伸。输出轴130 (从电动马达23伸出的部分)经由盖27的贯通孔29而面向主体外壳22的内部，且与切换单元26对置。
[0038]如上所述，主体外壳22呈箱状。主体外壳22主要收纳换挡选挡轴15的前端侧(图1所示的右后侧)的区域、换挡变换机构24、选挡变换机构25以及切换单元26的各构成部件。详细地说，如图5所示，主体外壳22呈在侧方(图5的右侧)具有底的箱状。主体外壳22主要具备底壁111、以及分别从底壁111的一端部(图5所示的上端部)和另一端部(图5所示的下端部)相互平行地立起的一对侧壁112、113。在主体外壳22形成有由侧壁112、113的前端部(图5所示的左端部)等划分形成的开口部115。开口部115由平板状的盖114封闭。盖114构成主体外壳22的一部分。
[0039]如图5所示，底壁111的内侧的底面IllA由平坦面形成。在底壁111形成有用于支承换挡选挡轴15的中途部(相比后述的花键部120以及齿条部122靠基端(图5的右端))的轴保持部116。轴保持部116与底壁111 一体地形成，且从底壁111的外壁面(与底面IllA相反侧的面)朝外侧鼓出而形成例如长方体状(一并参照图2)。上述安装支架18的凸缘部20A借助螺栓14被固定于轴保持部116(参照图2)。在底壁111以及轴保持部116形成有截面圆形的(圆)通过孔104。通过孔104沿轴保持部116以及底壁111的厚度方向(图5所示的左右方向。与底面IllA正交的方向)贯通轴保持部116以及底壁111。换挡选挡轴15插通于通过孔104。通过孔104的直径稍大于换挡选挡轴15 (堵塞通过孔104的部分)的直径。因此，在底壁111以及轴保持部116中的划分形成通过孔104的内周面与换挡选挡轴15的外周面之间形成有使主体外壳22的内外连通的间隙。
[0040]在通过孔104的内周面内嵌固定有滑动轴承101。滑动轴承101包围插通于通过孔104的换挡选挡轴15的中途部(后述的封闭部150)的外周，与该换挡选挡轴15的封闭部150的外周滑动接触并对其进行支承。在轴保持部116的厚度方向(图5所示的左右方向)的中途配设有锁紧球106。具体而言，锁紧球106被收纳在贯通通过孔104的内周面与轴保持部116的外周面的贯通孔105内。锁紧球106形成为沿与通过孔104的中心轴线(SP换挡选挡轴15的中心轴线17)正交的方向延伸的大致圆筒状，并且设置成能够沿该方向移动。锁紧球106的前端部呈半球状，并与下面说明的卡合槽107卡合。
[0041]此处，将换挡选挡轴15中的正好封闭通过孔104的部分(在轴向M4上位于与通过孔104 —致的部分)称为封闭部150。封闭部150是与换挡选挡轴15同轴且一体化的圆筒体，配置于封闭通过孔104的位置。在封闭部150的外周，在轴向M4空开间隔形成有多条(例如3条)在周方向延伸的卡合槽107。各卡合槽107遍及整周地设定。锁紧球106沿其长边方向移动，由此，前端部突出至相比通过孔104的内周面靠中心轴线17侧(图5所示的下方)的位置，从而其前端部与卡合槽107卡合，阻止换挡选挡轴15的沿轴向M4的移动。由此，换挡选挡轴15在沿轴向M4的移动被阻止的状态下以一定力被保持。但是，在该状态下，仅防止了换挡选挡轴15的不经意的动作，因此，即便在该状态下，换挡选挡轴15也能够绕轴旋转以及沿轴向M4滑动。
[0042]如图5所示，在换挡选挡轴15的相比通过孔104靠前端侧(主体外壳22的内侧)的部分，按照距通过孔104的距离从近到远的顺序设置有花键部120和供后述的小齿轮36啮合的齿条部122。换句话说，在换挡选挡轴15，花键部120以及齿条部122位于从通过孔104朝主体外壳22内侧离开的位置，特别是齿条部122相比花键部120位于从通过孔104朝主体外壳22内侧进一步离开的位置。花键部120以及齿条部122都是与换挡选挡轴15同轴且一体化的圆筒体，且在轴向具有规定的长度。花键部120以及齿条部122的直径大于换挡选挡轴15的轴部15A (换挡选挡轴15中的除了花键部120以及齿条部122之外的区域)的直径。
[0043]在花键部120的外周面，在周方向隔开间隔地遍及整个区域形成有花键121 (沿轴向延伸的条纹状的凸部)。在齿条部122的外周面，在其周方向的整个区域设置有齿条齿形成区域125。在齿条齿形成区域125，遍及从齿条部122的轴向M4的一端(图5所示的左端)到另一端(图5所示的右端)的范围，多个齿条齿123分别沿中心轴线17相互平行地延伸。齿条齿形成区域125的齿条齿123与后述的小齿轮36啮合。
[0044]此处，换挡选挡轴15的被收纳于主体外壳22的部分与滑动轴承101滑动接触并由该滑动轴承101支承。另外，换挡选挡轴15的相对于齿条部122位于花键部120的相反侧的前端部(图5的左端部)贯通主体外壳22的盖114突出至主体外壳22的外部。在该前端部，经由圆环状的滑动轴承102外嵌有圆筒状的盖100。换挡选挡轴15也与滑动轴承102滑动接触并由该滑动轴承102支承。
[0045]如图4所示，切换单元26具备传动轴41、第一转子42、第二转子44以及离合器机构39。上述传动轴41与电动马达23的输出轴130同轴且一体化。上述第一转子42是与传动轴41同轴且设置成能够一同旋转的环状的旋转体。上述第二转子44是与传动轴41同轴且设置成能够一同旋转的环状的旋转体。上述离合器机构39在第一转子42与第二转子44之间切换传动轴41的连结对象。
[0046]传动轴41具备主轴部46和大径部47。上述主轴部46设置于电动马达23侧，呈与电动马达23的输出轴130相连的较细的(例如直径为6mm)长条轴状。上述大径部47在主轴部46的第一端部46A (第一转子42侧的端部，图4所示的右端部)与主轴部46 —体地设置，且直径大于主轴部46直径。如上所述，传动轴41与电动马达23的输出轴130经由联轴器200连结成能够一体旋转。后面即将叙述，传动轴41用于在与电动马达23侧(输出轴130侧)相反侧的大径部47将电动马达23的旋转驱动力传递到换挡变换机构24以及选挡变换机构25。
[0047]第一转子42相对于传动轴41配置在与电动马达23侧相反侧(图4的右侧)。第一转子42具备从电动马达23侧的轴向端部(图4所示的左端部)的外周朝径向外侧伸出的第一电枢毂54。第一电枢毂54配置成与大径部47的和电动马达23侧相反侧的面(图4所示的右面)对置。
[0048]第二转子44相对于传动轴41的大径部47配置在与第一转子42相反侧、即电动马达23侧(图4的左侧)，并以非接触状态包围传动轴41的主轴部46的周围。第二转子44具备第二电枢毂55，该第二电枢毂55从与电动马达23侧相反侧的轴向端部(图4所示的右端部)的外周朝径向外侧伸出。第二电枢毂55配置成与大径部47的电动马达23侧的面(图4所示的左面)对置。换言之，第一转子42 (的第一电枢毂54)以及第二转子44 (的第二电枢毂55)以夹着传动轴41的大径部47的方式配置。在该状态下,第一转子42、第二转子44以及传动轴41同轴配置，且分别能够绕轴旋转。
[0049]离合器机构39具备换挡电磁离合器43和选挡电磁离合器45。上述换挡电磁离合器43与第一转子42连接或断开，从而使传动轴41与第一转子42连结或解除连结。上述选挡电磁离合器45与第二转子44连接或断开，从而使传动轴41与第二转子44连结或解除连结。换挡电磁离合器43能够将来自电动马达23的旋转驱动力传递到第一转子42从而使第一转子42旋转。选挡电磁离合器45能够将来自电动马达23的旋转驱动力传递到第二转子44从而使第二转子44旋转。
[0050]换挡电磁离合器43具备第一电场部件48和第一电枢49。第一电枢49设置于传动轴41的大径部47的轴向另一侧的面(图4所示的右面)。第一电枢49与第一电枢毂54的靠电动马达23侧的面(图4所示的左面)隔开微小间隔地配置。第一电枢49形成为与传动轴41同轴的大致圆环板状。第一电枢49是与传动轴41 (大径部47) —起旋转的旋转体。第一电枢49使用铁等强磁性体形成。第一电场部件48是包括环状的保持件170、环状的线圈骨架31以及第一电磁线圈50的环状体。上述保持件170的从周方向观察的截面呈横放的U字形。上述线圈骨架31被收纳于保持件170，且从周方向观察的截面呈U字形。上述第一电磁线圈50内置在线圈骨架31内(U字的内侧)。保持件170的外周面被固定于主体外壳22的内周面，由此，第一电场部件48被固定于主体外壳22。在保持件170的内周面嵌入有环状的滚动轴承154。滚动轴承154的外圈固定(内嵌)于保持件170的内周面，滚动轴承154的内圈固定(外嵌)于第一转子42。由此，保持件170将第一转子42支承为能够旋转。
[0051]选挡电磁离合器45具备第二电场部件51和第二电枢52。第二电枢52设置于传动轴41的大径部47的轴向一侧的面(图4所示的左面)，与第二电枢毂55的与电动马达23相反侧的面(图4所示的右面)隔开微小间隔地配置，且形成为与传动轴41同轴的大致圆环板状。第二电枢52是与传动轴41 (大径部47)—起旋转的旋转体。第二电枢52使用铁等强磁性体形成。第二电场部件51是包括环状的保持件171、环状的线圈骨架32以及第二电磁线圈53的环状体。上述保持件171的从周方向观察的截面为横放的U字形。上述线圈骨架32被收纳于保持件171，从周方向观察的截面为U字形。上述第二电磁线圈53内置于线圈骨架32内(U字的内侧)。保持件171的外周面被固定于主体外壳22的内周面，由此，第二电场部件51被固定于主体外壳22。在保持件171的内周面嵌入有环状的滚动轴承155。滚动轴承155的外圈固定(内嵌)于保持件171的内周面，滚动轴承155的内圈固定(外嵌)于第二转子44。由此，保持件171将第二转子44支承为能够旋转。
[0052]第一电场部件48以及第二电场部件51夹着大径部47、第一电枢毂54以及第二电枢毂55并沿着轴向(第一转子42、第二转子44以及传动轴41各自的中心轴所延伸的方向，图4的左右方向)排列配置。在离合器机构39连接有用于驱动换挡电磁离合器43以及选挡电磁离合器45的离合器驱动电路(未图示)。与离合器驱动电路相关，设置有ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)88以及操作杆93。EQJ88根据与规定的程序对应的自动变速指令、操作者(驾驶员)对操作杆93的操作、从解析器160输入的检测结果(输出轴130的旋转角度)等，经由马达驱动器(未图示)对电动马达23进行驱动控制、经由离合器驱动电路对换挡电磁离合器43以及选挡电磁离合器45进行驱动控制。另外，在图4中，用虚线箭头示出从E⑶88输出的信号、朝E⑶88输入的信号。并且，E⑶88可以固定于车体，也可以被收纳在齿轮外壳7 (参照图1)内。
[0053]并且，经由导线等从电源(例如24V。未图示)朝上述离合器驱动电路供给电压(供电)。离合器驱动电路形成为包括继电器电路等的结构，且被设置为能够分别独立地切换对换挡电磁离合器43以及选挡电磁离合器45供电以及停止供电。另外，离合器驱动电路并不限于对换挡电磁离合器43以及选挡电磁离合器45双方进行驱动的结构，也可以分别独立地设置用于驱动换挡电磁离合器43的离合器驱动电路和用于驱动选挡电磁离合器45的离合器驱动电路。
[0054]当通过利用离合器驱动电路对换挡电磁离合器43供电而对第一电磁线圈50通电时，第一电磁线圈50成为励磁状态,在包括第一电磁线圈50的第一电场部件48产生电磁吸引力。进而，第一电枢49被第一电场部件48吸引而朝第一电场部件48变形，与第一电枢毂54摩擦接触。因而，通过对第一电磁线圈50通电，第一电枢49侧的(传动轴41的)大径部47与第一电枢毂54 (第一转子42)连接，传动轴41与第一转子42连结。进而，通过停止对第一电磁线圈50供给电压,第一电磁线圈50中不再有电流流动,对第一电枢49的吸引力也消失，第一电枢49恢复到原来的形状。由此，换挡电磁离合器43从连接状态变为切断状态，传动轴41被从第一转子42释放(隔断)。换句话说，通过切换对换挡电磁离合器43的供电/停止供电，能够切换换挡电磁离合器43的连接状态与切断状态。连接状态的换挡电磁离合器43能够将来自电动马达23的旋转驱动力从传动轴41传递到换挡变换机构24。切断状态的换挡电磁离合器43能够切断该旋转驱动力从传动轴41朝换挡变换机构24的传递。
[0055]另一方面，当通过利用离合器驱动电路对选挡电磁离合器45供电从而对第二电磁线圈53通电时，该第二电磁线圈53成为励磁状态，在包括第二电磁线圈53的第二电场部件51产生电磁吸引力。进而，第二电枢52被第二电场部件51吸引而朝第二电场部件51变形，第二电枢52与第二电枢毂55摩擦接触。因而，通过对第二电磁线圈53通电，第二电枢52侧的(传动轴41的)大径部47与第二电枢毂55 (第二转子44)连接，传动轴41与第二转子44连结。进而，通过停止对第二电磁线圈53供给电压，第二电磁线圈53中不再有电流流动，对第二电枢52的吸引力也消失，第二电枢52恢复到原来的形状。由此，选挡电磁离合器45从连接状态变为切断状态，传动轴41被从第二转子44释放(隔断)。换句话说，通过切换对第二电磁线圈53的供电/停止供电，能够切换选挡电磁离合器45的连接状态与切断状态。连接状态的选挡电磁离合器45能够将来自电动马达23的旋转驱动力从传动轴41传递到选挡变换机构25。切断状态的选挡电磁离合器45能够切断该旋转驱动力从传动轴41朝选挡变换机构25的传递。
[0056]在电动促动器21的控制中，通常仅换挡电磁离合器43以及选挡电磁离合器45中的一方选择性地连接。即，在换挡电磁离合器43处于连接状态时，选挡电磁离合器45处于切断状态，而在选挡电磁离合器45处于连接状态时，换挡电磁离合器43处于切断状态。
[0057]在第二转子44的外周外嵌固定有小径的圆环状的第一齿轮56。第一齿轮56与第二转子44同轴设置。第一齿轮56由滚动轴承57支承。滚动轴承57的外圈内嵌固定于第一齿轮56。滚动轴承57的内圈外嵌固定于传动轴41的主轴部46的外周。换挡变换机构24主要具备滚珠丝杠机构58、螺母59以及臂60。上述滚珠丝杠机构58是将旋转运动变换为直线运动的减速器。上述螺母59设置于上述滚珠丝杠机构58。上述臂60伴随螺母59的轴向移动而绕换挡选挡轴15的中心轴线17转动。
[0058]滚珠丝杠机构58具备丝杠轴61和螺母59。上述丝杠轴61与第一转子42同轴(即，与传动轴41同轴)地延伸。上述螺母59经由滚珠(未图示)与丝杠轴61螺合。在从图4的上方观察的俯视图中，丝杠轴61与换挡选挡轴15形成交叉角为90°的交叉轴的关系。换言之，从与丝杠轴61的轴向以及换挡选挡轴15的轴向M4双方正交的方向(图4的上方)观察，丝杠轴61以及换挡选挡轴15相互正交。
[0059]利用滚动轴承64、67限制丝杠轴61的沿轴向的移动并且支承该丝杠轴61。具体而言，丝杠轴61的一端部(图4所示的左端部)由滚动轴承64支承。并且，丝杠轴61的另一端部(图4所示的右端部)由滚动轴承67支承。丝杠轴61由上述滚动轴承64、67支承为能够绕其中心轴线80 (参照图5)旋转。
[0060]滚动轴承64的内圈外嵌固定于丝杠轴61的一端部。并且，滚动轴承64的外圈固定于主体外壳22。并且，在滚动轴承64的外圈卡合有锁紧螺母66，从而限制滚动轴承64的朝丝杠轴61的轴向的另一方(图4所示的右方)的移动。丝杠轴61的一端部的相比滚动轴承64靠电动马达23侧(图4所示的左侧)的部分插通于第一转子42的内周，且与该第一转子42以能够一同旋转的方式连结。滚动轴承67的内圈外嵌固定于丝杠轴61的另一端部。滚动轴承67的外圈固定于主体外壳22。
[0061]在螺母59的一侧面(图4所示的近前侧侧面。图5所示的左侧侧面)、以及与该一侧面相反侧的另一侧面(图4所示的里侧侧面。图5所示的右侧侧面)，分别突出形成有在沿着换挡选挡轴15的轴向M4的方向(与图4的纸面正交的方向)延伸的圆柱状的突出轴70 (图4中仅示出一方。一并参照图5)。一对突出轴70同轴配置(参照图5)。利用臂60的第一^^合部72 (后述)限制螺母59的绕丝杠轴61的旋转。因而，当丝杠轴61旋转时，伴随丝杠轴61的旋转，螺母59沿丝杠轴61的轴向移动。另外，在图5中示出当在丝杠轴61的轴向上螺母59位于相比图4所示的螺母59的位置远离第一转子42的方向(图4所示的右方)的位置时的螺母59以及臂60的截面状态。
[0062]如图4以及图5所示，臂60具备第一^^合部72、第二卡合部73 (参照图5)以及直线状的连接杆74。上述第一卡合部72与螺母59卡合。上述第二卡合部73 (参照图5)与换挡选挡轴15的花键部120花键嵌合。上述连接杆74连接第一卡合部72与第二卡合部73。连接杆74例如形成为遍及其全长呈截面矩形状。第二卡合部73呈环状(圆环状)，并外嵌于换挡选挡轴15的花键部120。在第二卡合部73的内周面形成有花键75，通过第二卡合部73的花键75与花键部120的花键121啮合来实现第二卡合部73与花键部120的花键嵌合。另外，虽然第 二卡合部73呈圆环板状，但也可以形成为圆筒状(在轴向具有规定的厚度的形状)。
[0063]第一^^合部72具备一对支承板部76 (图4中仅示出一个支承板部76)和连结板部77。上述一对支承板部76相互对置。上述连结板部77将一对支承板部76的基端边彼此连结在一起。第一卡合部72从侧面观察呈大致U字形。在各支承板部76形成有U字卡合槽78，该U字卡合槽以允许突出轴70旋转的方式与突出轴70的外周卡合。U字卡合槽78是通过从与上述的基端边相反侧的前端边(图4以及图5的上端边)切口而形成的。因此，第一卡合部72以能够绕突出轴70相对旋转并且能够在丝杠轴61的轴向与螺母59 —起移动的方式与螺母59卡合。并且，通过各U字卡合槽78与各突出轴70卡合，螺母59绕丝杠轴61的旋转由臂60的第一^^合部72限制。因而，伴随丝杠轴61的旋转，螺母59以及第一卡合部72沿丝杠轴61的轴向移动。
[0064]如上所述，换挡选挡轴15的花键部120的外周与第二卡合部73的内周花键嵌合。具体而言，设置于花键部120的外周的花键121与设置于第二卡合部73的内周的花键75啮合。此时，在花键121与花键75之间确保了用于啮合的间隙。换言之，第二卡合部73以不能相对于换挡选挡轴15相对旋转但允许相对轴向移动的状态与该换挡选挡轴15的花键部120的外周连结。因而，当换挡电磁离合器43处于连接状态，丝杠轴61旋转，且伴随于此螺母59在丝杠轴61的轴向移动时，臂60绕换挡选挡轴15的中心轴线17转动，伴随该臂60的摆动，换挡选挡轴15绕中心轴线17旋转。换句话说，花键部120从第二卡合部73承受电动马达23的旋转驱动力，从而换挡选挡轴15绕轴旋转。由此实现上述的换挡动作。
[0065]如图4所示，选挡变换机构25具备上述的第一齿轮56、小齿轮轴95、第二齿轮81以及小径的小齿轮36。上述小齿轮轴95以与传动轴41平行地延伸的状态被设置成能够旋转。上述第二齿轮81在靠近小齿轮轴95的一端部(图4所示的左端部)的规定位置被同轴地固定于小齿轮轴95,并与第一齿轮56哨合。上述小齿轮36在靠近小齿轮轴95的另一端部(图4所示的右端部)的规定位置被同轴地固定于小齿轮轴95。选挡变换机构25整体构成减速器。另外，第二齿轮81形成为直径比第一齿轮56以及小齿轮36双方的直径大。
[0066]小齿轮轴95的一端部(图4所示的左端部)由固定于主体外壳22的滚动轴承96支承。滚动轴承96的内圈外嵌固定于小齿轮轴95的一端部(图4所示的左端部)。并且，滚动轴承96的外圈固定在形成于盖27的内表面的圆筒状的凹部97内。并且，小齿轮轴95的另一端部(图4所示的右端部)由滚动轴承84支承。小齿轮36和齿条部122 (参照图5)借助齿轮齿条机构啮合，因此，当选挡电磁离合器45处于连接状态，伴随传动轴41的旋转而小齿轮轴95旋转时，伴随于此，换挡选挡轴15沿轴向M4 (参照图1)移动。换句话说，齿条部122从小齿轮36承受电动马达23的驱动力，从而换挡选挡轴15沿轴向滑动。由此实现上述的选挡动作。另外，即便换挡选挡轴15滑动，第二卡合部73与花键部120的花键嵌合也被维持。
[0067]此处,参照图2,上述的主体外壳22具有第一主体外壳22A和第二主体外壳22B。另外，第一主体外壳22A与第二主体外壳22B —体化，在这两个外壳的接缝处不存在间隙。因此,主体外壳22的内外不会通过第一主体外壳22A与第二主体外壳22B的接缝连通。
[0068]第一主体外壳22A呈形成图2的主体外壳22的右侧部分的大致长方体的箱形状，主要收纳换挡选挡轴15、滚珠丝杠机构58、臂60以及小齿轮36 (参照图4)。第一主体外壳22A由上述的底壁111、侧壁112、侧壁113以及盖114 (参照图5)等划分形成。
[0069]第二主体外壳22B呈从第一主体外壳22A朝俯视观察时与换挡选挡轴15正交的方向(图2的左侧)延伸出来的中空圆筒状。在第二主体外壳22B的与第一主体外壳22A相反侧的端面形成有上述的马达用开口部13，电动马达23 (马达外壳133)经由盖27安装于该断面(参照图4)。参照图4，在第二主体外壳22B内收纳有上述的切换单元26、第一齿轮81等。
[0070]图6是示出联轴器200的结构的立体图。联轴器200 —体地具备传动轴侧圆筒部201、输出轴侧圆筒部(第一圆筒部)202以及实心圆柱的轴体203，上述各部分同轴。上述传动轴侧圆筒部201与传动轴41结合。上述输出轴侧圆筒部(第一圆筒部)202与输出轴130结合。上述轴体203连结传动轴侧圆筒部201与输出轴侧圆筒部202。传动轴侧圆筒部201的内径以及外径分别设定得小于输出轴侧圆筒部202的内径以及外径。轴体203的外周面具有与输出轴侧圆筒部202的外周面202A相同的圆周面。轴体203的内周面具有与传动轴侧圆筒部201的内周面201A相同的圆周面。换言之，轴体203的外周面与传动轴侧圆筒部201的外周面借助由平坦圆环面构成的第一台阶部204连接。并且，轴体203的内周面与输出轴侧圆筒部202的内周面借助由平坦圆环面构成的第二台阶部205连接。
[0071]图7是沿着图4的B —B线的剖视图。以下，参照图4、图6以及图7对联轴器200与输出轴130、传动轴41以及解析器转子161的嵌合进行说明。输出轴侧圆筒部202形成于联轴器200的包括第二端部(联轴节的输出轴侧的端部)200A的区域。在联轴器200被安装于输出轴130的状态下，输出轴侧圆筒部202位于与输出轴130同轴的位置。输出轴130的前端部130A通过压入而内插于输出轴侧圆筒部202的内周。
[0072]另一方面，在传动轴侧圆筒部201的内周花键嵌合有形成于主轴部46的第二端部(输出轴侧的端部)46B的花键部177。在传动轴侧圆筒部201的内周形成有具有多个花键槽173的内花键174。另外，内花键174也可以不仅形成于传动轴侧圆筒部201的内周，还遍及轴体203的内周形成。
[0073]花键部177具有形成于第二端部46B的外周的外花键175。外花键175具有与各花键槽173啮合的花键齿176。在凹部172与花键部177花键嵌合的状态下，在第二端部46B的外周与凹部172的内周之间形成有间隙S。传动轴侧圆筒部201与传动轴41的主轴部46之间的嵌合为间隙配合，因此，即便插入主轴部46，传动轴侧圆筒部201也不产生变形。另外，在图4中，花键部177设置成为比主轴部46细(缩径)的缩径部，但也可以是不缩径的结构。
[0074]并且，解析器转子161借助压入而外嵌固定于传动轴侧圆筒部201的外周。在该状态下，在传动轴41以及输出轴130的轴向上，解析器转子161与联轴器200完全重叠。如上，根据该实施方式，解析器转子161外嵌于传动轴侧圆筒部201。由于在输出轴130以及传动轴41的轴向上解析器转子161与联轴器200重叠，因此能够将电动促动器21的最大尺寸减小解析器转子161与联轴器200重叠的量，结果，能够实现电动促动器21的小型化。并且，解析器转子161嵌合于与输出轴130 —同旋转的联轴器200，因此能够利用解析器160良好地检测输出轴130的旋转角度。
[0075]输出轴130的前端部130A压入于输出轴侧圆筒部202内，因此，存在因输出轴130的压入而导致输出轴侧圆筒部202产生变形的顾虑。另一方面，由于传动轴侧圆筒部201与输出轴130之间的嵌合是间隙配合，因此传动轴侧圆筒部201不产生变形。换句话说，解析器转子161配置在联轴器200中的几乎不变形的区域。因此，能够良好地保证解析器160的检测精度。因此，不会使解析器160的检测精度降低，并且能够实现电动促动器21的小型化。
[0076]以上对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明也能够以其它方式实施。例如，列举使传动轴41与联轴器200通过花键嵌合而嵌合的结构为例进行了说明，但代替花键嵌合构造，也可以采用图7所示那样的嵌合构造。在该嵌合构造中，主轴部46的第二端部46B由具有半圆形的截面的D状部300构成(对主轴部46的第二端部46B实施D型切割)。并且，在联轴器200的传动轴侧圆筒部201的内周形成有具有半圆形的截面的插通槽301。D状部300内插于联轴器200的内周，由此，能够使联轴器200与传动轴41以能够一体旋转的方式结合。另外，在该状态下，在插通槽301的内周与D状部300的外周之间形成有间隙SI (间隙配合)。因而，即便在插入D状部300后，传动轴侧圆筒部201也不会产生变形。
[0077]另外，在上述的实施方式中，列举了在传动轴41以及输出轴130的轴向上解析器转子161整体与联轴器200重叠的情况为例，但也可以形成为仅解析器转子161的一部分与联轴器200重叠的结构。并且，在上述的实施方式中，列举了对用于使变速杆16进行换挡动作以及选挡动作双方的动作的电动促动器21应用本发明的情况为例，但对于用于使变速杆16只进行换挡动作的电动促动器、用于使换挡杆16只进行选挡动作的电动促动器，也可以应用本发明。在这种情况下，如果驱动力输出部为轴状体，则可以通过该轴状体绕轴旋转来输出驱动力输出部的驱动力，也可以通过该轴状体的轴向移动来输出驱动力。
[0078]并且，本发明并不限于用于变速切换的电动促动器，能够广泛应用于各种用途的电动促动器，例如，能够应用于电动驻车制动器用的电动促动器、电动盘式制动器用的电动促动器、发动机的气门正时可变机构用的电动促动器等。
[0079]此外，能够在权利要求书记载的事项的范围内进行各种设计变更。
【权利要求】
1.一种电动促动器，其特征在于，包括: 电动马达，该电动马达具有:输出轴；马达转子，该马达转子外嵌于所述输出轴，且具有背轭和安装于所述背轭的外周面的磁铁；以及包围所述马达转子的马达定子，该电动马达产生旋转驱动力并将所述旋转驱动力从所述输出轴输出； 传递机构，该传递机构用于将由所述电动马达产生的旋转驱动力传递到驱动力输出部; 传动轴，该传动轴与所述输出轴同轴设置，用于将所述旋转驱动力传递到所述传递机构； 联轴节，该联轴节具有与所述输出轴和所述传动轴同轴设置的圆筒部，将所述输出轴与所述传动轴连结成能够一体旋转；以及 解析器，该解析器具有外嵌于所述圆筒部的解析器转子，用于检测所述输出轴的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的电动促动器，其特征在于， 所述圆筒部具有第一圆筒部，该第一圆筒部形成于所述联轴节的包括所述输出轴侧的端部的区域，所述输出轴的前端部被压入于所述第一圆筒部的内部， 所述解析器转子配置于所述圆筒部的除了所述第一圆筒部之外的区域。
3.根据权利要求1或2所述的电动促动器，其特征在于， 所述圆筒部具有第二圆筒部，该第二圆筒部形成于所述联轴节的包括所述传动轴侧的端部的区域，所述传动轴的所述输出轴侧的端部内插于所述第二圆筒部， 所述解析器转子配置于所述第二圆筒部。
4.根据权利要求3所述的电动促动器，其特征在于， 所述第二圆筒部的内周借助间隙配合而内嵌于所述传动轴的所述输出轴侧的端部。
5.根据权利要求4所述的电动促动器，其特征在于， 所述第二圆筒部的内周与所述传动轴的所述输出轴侧的端部花键嵌合。
6.根据权利要求4所述的电动促动器，其特征在于， 所述传动轴的所述输出轴侧的端部具有半圆形的截面， 在所述第二圆筒部的内周形成有具有半圆形的截面的插通槽， 所述传动轴的所述输出轴侧的端部内插于所述插通槽。
7.根据权利要求3?6中任一项所述的电动促动器，其特征在于， 所述解析器转子的内周被压入于所述第二圆筒部的外周。
8.根据权利要求1所述的电动促动器，其特征在于， 所述驱动力输出部包括换挡选挡轴，在该换挡选挡轴连结有变速杆， 所述电动促动器通过使所述换挡选挡轴绕轴旋转而使所述变速杆进行换挡动作，通过使所述换挡选挡轴沿轴向移动而使所述变速杆进行选挡动作， 所述传递机构包括:换挡变换机构，该换挡变换机构将由所述电动马达产生的旋转驱动力变换为使所述换挡选挡轴绕轴旋转的力并传递到所述换挡选挡轴；以及选挡变换机构，该选挡变换机构将由所述电动马达产生的旋转驱动力变换为使所述换挡选挡轴沿轴向移动的力并传递到所述换挡选挡轴。
【文档编号】F16H61/34GK103574017SQ201310343227
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】行竹康博 申请人:株式会社捷太格特