本申请要求2016年1月15日提交的美国临时专利申请序列号62/279,372和2016年1月18日提交的美国临时专利申请序列号62/279,854的申请日期和公开的权益，如同其中引用的所有参考文献一样，其内容通过引用并入本文。
本发明涉及致动器，并且更具体地涉及车辆发动机部件致动器。
背景技术：
致动器用于诸如车辆的装备中以致动车辆部件，所述车辆部件包括例如车辆发动机涡轮增压器的叶片。
本发明涉及这样一种车辆部件致动器，其具有改进的和节约成本的新特征，所述特征包括紧凑的马达和齿轮结构、用于密封致动器并保持印刷电路板抵靠壳体的带有凸出柱(bead)的密封带、以及用于将致动器盖固定到致动器壳体上的改进的夹片(clip)等。
技术实现要素：
本发明总体上涉及一种致动器，该致动器包括：壳体，其限定用于马达、多个齿轮和印刷电路板的内部空腔；用于壳体的盖；在壳体与盖之间的密封带，其用于密封壳体的内部空腔，所述密封带包括分别抵靠盖和印刷电路板的多个凸出柱以防止印刷电路板在致动器的壳体中振动。
在一个实施方案中，盖限定适于接收密封带的细长狭槽以及适于分别接收所述多个凸出柱的一个或多个沟槽。
在一个实施方案中，所述多个凸出柱中的每一个包括相对的大致锥形的可压缩凸出柱节段，每个节段终止于分别抵靠盖和印刷电路板的平坦远端面。
在一个实施方案中，多个弯曲夹片被接收在分别形成在壳体和盖上的相应的夹片托架中，以用于将盖固定到壳体上。
在一个实施方案中，每个夹片包括上夹片唇缘和下夹片唇缘以及在其之间的弯曲夹片跨越部，每个夹片唇缘包括凸出部，每个夹片托架限定细长的托架唇缘、位于细长的托架唇缘内部的细长的托架凹槽以及限定在细长的托架凹槽中的托架槽腔，上夹片唇缘和下夹片唇缘被接收在相应的细长的托架凹槽中，并且每个夹片唇缘上的凸出部被接收在相应的托架槽腔中，以用于将相应的夹片夹持到相应的托架上。
本发明还涉及一种车辆发动机部件致动器，其包括：限定内部空腔的壳体；印刷电路板，该印刷电路板位于壳体中并包括安装在其上的霍尔效应传感器；位于壳体的内部空腔中的马达，该马达包括固定的马达定子、具有磁体的可旋转的马达转子以及延伸穿过定子和转子并且包括固定在壳体的壁中的第一端的固定的马达轴，霍尔效应传感器适于感测在由磁体产生的磁场中响应于转子的旋转而发生的变化；中间齿轮组件，该中间齿轮组件以与马达并排的关系位于壳体中，中间齿轮组件包括第一可旋转轴和安装到第一可旋转轴并能够随第一可旋转轴一起旋转的第一齿轮，该第一齿轮与马达轴啮合；以及输出齿轮组件，该输出齿轮组件以与中间齿轮组件和马达并排的关系位于壳体中，其中中间齿轮组件位于马达与输出齿轮组件之间，该输出齿轮组件包括第二可旋转轴和安装到第二可旋转轴并能够随第二可旋转轴一起旋转的第二齿轮，该第二齿轮与中间齿轮组件的第一可旋转轴啮合。
在一个实施方案中，马达轴包括延伸穿过印刷电路板中的第一孔的第二端，中间齿轮组件的第一可旋转轴包括延伸穿过印刷电路板中的第二孔的第一端，并且中间齿轮组件的第一齿轮联接到第一可旋转轴的第一端并且位于印刷电路板的上方并且与印刷电路板间隔开且大致平行，并且输出齿轮组件的第二齿轮位于印刷电路板的下方并且与印刷电路板间隔开且大致平行。
在一个实施方案中，用于壳体的盖限定细长狭槽，并且弹性密封带延伸穿过限定在壳体的盖中的细长狭槽，以密封致动器。
在一个实施方案中，弹性密封带包括多个凸出柱，所述多个凸出柱抵靠盖并且压靠印刷电路板以防止印刷电路板在壳体中振动。
本发明还涉及一种车辆发动机部件致动器，其包括：限定内部空腔的壳体；印刷电路板，该印刷电路板位于壳体中并包括安装在其上的霍尔效应传感器；位于壳体的内部空腔中的马达，该马达包括固定的马达定子、具有磁体的可旋转的马达转子以及延伸穿过定子和转子并且包括固定在壳体的壁中的第一端的固定的马达轴，霍尔效应传感器适于感测在由磁体产生的磁场中响应于转子的旋转而发生的变化；中间齿轮组件，该中间齿轮组件以与马达并排的关系位于壳体中，该中间齿轮组件包括第一可旋转轴和安装到第一可旋转轴并能够随第一可旋转轴一起旋转的第一齿轮，该第一齿轮与马达轴啮合；输出齿轮组件，该输出齿轮组件以与中间齿轮组件和马达并排的关系位于壳体中，其中中间齿轮组件位于马达与输出齿轮组件之间，该输出齿轮组件包括第二可旋转轴和安装到第二可旋转轴并能够随第二可旋转轴一起旋转的第二齿轮，该第二齿轮与中间齿轮组件的第一可旋转轴啮合；用于壳体的盖；弹性密封件，其位于壳体与盖之间以用于密封壳体的内部空腔，密封件包括分别抵靠盖和印刷电路板的多个凸出柱，以防止印刷电路板在壳体中振动；以及多个弯曲夹片，其被接收在分别形成在壳体和盖上的相应的夹片托架中，以用于将盖固定到壳体上，每个夹片包括上夹片唇缘和下夹片唇缘以及在其之间的弯曲夹片跨越部，每个夹片唇缘包括凸出部，每个夹片托架限定细长的托架唇缘、位于细长的托架唇缘内部的细长的托架凹槽以及限定在细长的托架凹槽中的托架槽腔，上夹片唇缘和下夹片唇缘被接收在相应的细长的托架凹槽中，并且每个夹片唇缘上的凸出部被接收在相应的托架槽腔中，以用于将相应的夹片夹持到相应的托架上。
在一个实施方案中，所述多个凸出柱中的每一个包括相对的可压缩凸出柱节段，每个节段终止于分别抵靠盖和印刷电路板的远端面。
通过本发明的具体实施方式、附图和所附权利要求书，本发明的其他优点和特征将变得显而易见。
附图说明
通过对附图的以下描述可以最佳地理解本发明的这些和其他特征，所述附图如下：
图1是根据本发明的致动器的透视图；
图2是图1的致动器的分解透视图；
图3是图1的致动器的透视图，没有示出致动器的盖以及安装在印刷电路板的表面上的任何电气部件或齿轮；
图4是图1的致动器的纵向竖直截面图；
图5是图1的致动器的横向竖直截面图；
图6是本发明的致动器的弹性密封带的一部分的放大的局部透视图；
图7是本发明的楔入在致动器的壳体与盖之间的密封带的放大的局部横向竖直截面图；并且
图8是图1的致动器的放大的局部分解透视图，且更具体的是图1的致动器的夹片结构的分解透视图。
具体实施方式
图1、2、3、4和5描绘了根据本发明的致动器10，在所示的实施方案中，该致动器是适于致动车辆部件的致动器，所述车辆部件诸如是机动车辆发动机中的涡轮增压器的叶片。
致动器10首先包括下部细长的壳体12，该下部细长的壳体包括圆周地延伸的大致竖直壁13和下部的大致水平底壁11，竖直壁和底壁一起限定内部中空空腔14(图4和图5)，所述空腔适于接收和容纳电动bldc(无刷直流)马达20、如下面更详细描述的多个齿轮和轴、以及呈印刷电路板(pcb)40形式的基板。
竖直壁13和水平底壁11进一步包括并限定多个安装托架15，所述安装托架形成于并位于致动器10的相应的拐角处，并且每个安装托架限定适于接收相应的安装螺栓(未示出)的通孔16，以将致动器10安装到车辆(未示出)的发动机舱(未示出)上并置于其中。壳体12，更具体地说是其竖直壁13，进一步包括并限定了顶部周边的、水平地、圆周地且向外延伸的唇缘或突起边沿12a。
参考图4和图5，马达20坐定并固定在壳体12的内部空腔14中，并包括固定的定子22、水平定位的盘形转子24和细长的大致竖直定位的轴26，所述定子包括安装在并固定到壳体底壁11的一部分上的水平底座18。
马达轴26包括延伸穿过限定在印刷电路板40中的孔40a的上端和延伸穿过分别限定在定子22和转子24中的相应的中心通孔22a和30的细长主体。马达轴26通过位于定子通孔22a的相对端处的一对滚珠轴承25和27可相对于定子22旋转。转子24以水平关系定位，置于定子22的顶部外部面上并与定子的顶部外部面间隔开且平行，并且在印刷电路板40的下部外表面下方并与印刷电路板的下部外表面间隔开且平行。
具体地，转子24包括大致水平定位的杯形或杯状磁体28，该磁体由合适的磁性材料制成并且包括限定中心孔或通孔30的大致平坦且呈盘形的水平底座29。磁体28另外包括周边的且圆周地延伸的竖直壁或唇缘或边沿32，其从底座29的周边一体地向外且向上延伸，以限定界定内部空腔或容腔(receptacle)的大致杯形或杯状的磁体28。在所示的实施方案中，磁体28是多极磁体。
转子24进一步包括坐定在磁体28中的大致盘形的金属极片34，并且更具体地，金属极片34以水平关系坐定在杯状磁体28的内部空腔或容腔中，其中极片34的底部外表面坐定并抵靠在磁体28的底座29的顶部外表面上，并且极片34的侧外部周边表面抵靠磁体28的圆周周边壁或唇缘32的内部面。
参考图2、3、4和5，印刷电路板40以水平关系定位并固定在壳体12的内部空腔14中，置于转子24的顶部外表面上且与转子的顶部外表面间隔开且平行。更具体地如图3和图4所示，单个螺钉120延伸穿过印刷电路板40并进入壳体12的底壁11的一部分中，以用于将印刷电路板40固定到壳体12的内部空腔14中。
印刷电路板40进一步包括并限定轴接收孔40a和相对于孔40a以间隔和共线关系定位的第二轴接收通孔40b。
印刷电路板40包括安装到其外部顶面或表面的多个电气/电子部件140(图4)，包括例如呈霍尔效应开关/闩锁形式的磁通场传感器。
电终端15(图4)从马达10延伸进入并穿过印刷电路板40并且与电子部件140中的选定的一个呈电联接关系。
在所示的实施方案中，转子24，且更具体地说是杯状磁体28，以以下关系定位在致动器10的壳体12的内部空腔14中：磁体28的壁或唇缘32与安装在印刷电路板40的顶部外表面上的霍尔效应开关/闩锁竖直共线且与其间隔开；并且更加更具体地说是以以下关系定位：磁体28的竖直壁或唇缘32以与印刷电路板40的底部外表面大致垂直且与其隔开的关系定位。
如图2和图4所示，致动器10还包括位于壳体12的内部空腔14中的中间齿轮组件50。中间齿轮组件50包括：竖直取向的细长的固定的齿轮轴52，其以大致垂直于印刷电路板40和壳体12的底壁11的关系延伸；上端，其延伸穿过限定在印刷电路板40中的孔40b；以及下端，其延伸到并固定在壳体12的底壁11的一部分中。
大致水平定位的盘形可旋转齿轮54(图2、4和5)围绕齿轮轴52的上端并且相对于该齿轮轴的上端可旋转，并且以以下关系定位：垂直于齿轮轴52，并且与印刷电路板40的上部外部面平行且间隔开并相对放置，并且置于印刷电路板的上部外部面上。
在所示的实施方案中，中间齿轮组件50的齿轮轴52和马达轴26相对彼此以间隔开且平行的关系定位，其中齿轮54的齿侧外圆周表面54a与限定在马达轴26的上端处的齿侧外圆周表面26a呈啮合关系。
仍然参考图2和图4，致动器10进一步包括也位于壳体12的内部空腔14中的输出齿轮组件70。输出齿轮组件70包括竖直可旋转的输出齿轮轴72，所述输出齿轮轴包括延伸穿过限定在壳体12的底壁11的一部分中的通孔12a的下端并且以以下关系定位：大致垂直于壳体12的底座11且大致垂直于印刷电路板40且在印刷电路板下方且与印刷电路板间隔开，并且进一步与中间齿轮轴52呈大致平行且间隔开的关系。
滚子轴承74围绕从壳体12的底壁11延伸出的输出齿轮轴72的下端。大致水平定位的盘形可旋转齿轮76围绕齿轮轴72的上端并且以以下关系定位：垂直于齿轮轴72，并且与印刷电路板40的下部外表面平行且间隔开且相对，并且在印刷电路板的下部外表面的下方。
输出齿轮76包括与中间齿轮轴72上限定的第二齿侧外表面54b呈啮合关系的齿侧外部圆周表面76a。滚珠轴承78围绕输出齿轮轴72并且与滚子轴承74一起将输出齿轮轴72和输出齿轮76安装在壳体12中以相对于壳体12旋转。
因此，在所示的实施方案中，马达20、中间齿轮组件50和输出齿轮组件70相对于彼此以并排地纵向延伸的关系定位在壳体12的内部空腔14中，其中中间齿轮组件50位于马达20与输出齿轮组件70之间，马达轴26与中间齿轮54呈啮合关系，且中间齿轮54与输出齿轮76呈啮合关系。
根据致动器10的操作并参考图4，马达20的致动导致马达轴26的旋转，马达轴的旋转导致中间齿轮54的旋转，中间齿轮的旋转导致输出齿轮76的旋转，输出齿轮的旋转导致输出齿轮轴72的旋转，输出齿轮轴的旋转导致可操作地与输出齿轮轴72的下端相关联并连接的车辆发动机部件(未示出，但包括例如车辆发动机涡轮增压器的叶片)的激活或运动。
马达20的转子24的旋转导致马达磁体28的旋转，马达磁体的旋转导致由马达磁体28产生的磁场的大小和方向的变化，该磁场的大小和方向的变化由安装在印刷电路板40上的霍尔效应传感器感测，以允许确定转子24的位置并因此确定经由马达轴26和齿轮组件50和70可操作地连接到其上的车辆发动机部件(未示出)的位置。
参考图1、2、4、5、7和8，致动器10还包括覆盖壳体12的塑料盖80，更具体地，是覆盖位于壳体12的内部空腔14中的马达20和齿轮组件50和70的塑料盖80。
盖80在其顶表面上包括并且限定了用于电终端84的一体的终端壳体或容腔82，所述电终端从终端壳体82延伸穿过盖80并且与位于印刷电路板40上的电子部件140中选定的一个呈电联接关系。电终端84还适于连接到电缆(未示出)，该电缆适于联接到终端容腔82并且进一步适于联接到车辆发动机控制器(未示出)。
特别地参考图4、5和7，盖80还包括周边的且圆周地延伸的唇缘或突起边沿80a，其限定了周边的圆周地延伸的密封接收沟槽或凹槽或狭槽85以及一个或多个周边的密封缓冲件接收沟槽或凹槽87(图5)。在所示的实施方案中，沟槽85和87被限定在唇缘或突起边沿80a的外部下表面中并突出到唇缘或突起边沿的外部下表面中，并且相对于彼此以并排、间隔开且大致平行的关系定位。
致动器10进一步包括用于盖80的弹性的周边的且圆周地延伸的密封带86，该密封带呈细长的且圆周地延伸的一体的弹性材料条或带的形式，其被接收在限定在盖80的唇缘80a中的圆周的细长沟槽或狭槽或凹槽85中，并且该密封带另外包括多个弹性可压缩的凸出柱或短柱88，其中限定密封带86且适于被接收在相应的一个或多个缓冲件接收沟槽或凹槽87中的弹性材料带也被限定在盖80的唇缘80a中。
在图中所示的密封带86的实施方案中，且更具体地在图3和图6所示的密封带86的实施方案中，密封带86包括六个间隔开的凸出柱88，所述六个间隔开的凸出柱以相对彼此间隔开的关系形成并定位在密封带上，其中两个相对且共线的凸出柱88位于限定密封带86的圆周的弹性材料条的一端处，两个其他相对且共线的凸出柱88大致居中地位于限定密封带86的弹性材料带上，且两个相对且共线的凸出柱88位于限定密封带86的弹性材料带的另一端处并且以与位于密封件86的另一端处的凸出柱88直径上相对的关系定位。
如在图6中更具体地示出的，每个凸出柱88包括上部大致锥形的可压缩凸出柱节段88a和直径上相对的下部大致锥形的可压缩凸出柱节段88b。在所示的实施方案中，凸出柱节段88a和88b包括相应的底座节段88c，相应的底座节段彼此一体化并且模制到彼此上，相应的凸出柱尖端节段88d远离相应的底座节段88c向外会聚，并且相应的平坦面88e被限定在相应的凸出柱尖端节段88d的终端或远端处。
在所示的实施方案中，凸出柱节段88a和88b大致彼此竖直共线对齐，并且以以下关系在相反的方向上延伸：其中相应的终端远侧平坦端面88e以彼此间隔开、直径上相对且大致平行的关系来取向。
如在图6中更加更具体地示出的，与限定密封带86的圆周的弹性材料条和凸出柱88二者一体的多个细长弹性材料条或节段86a将相应的凸出柱88联接并连接到限定密封带86的弹性材料带。
如在图6中更加更具体地示出的，多个缓冲件或凸块86b从包括并限定密封带86的细长的圆周地延伸的弹性材料条的外表面一体地向外突出。在所示的实施方案中，凸块86b以成对的直径上相对的凸块86b布置，凸块位于包括密封带86的细长的圆周的弹性材料条的相对外侧面上。成对的凸块86b以间隔开且大致平行的关系沿着包括密封带86的圆周的弹性材料条或带的长度延伸。
如图2和图3所示，密封带86形成为分别延循壳体12的唇缘12a和盖80的唇缘80a的大致椭圆形状和轮廓。如在图4和图5更特别地示出的，密封带86以以下关系位于被限定在盖80的周边唇缘80a中的内部沟槽或凹槽或狭槽85和87中：密封带86位于唇缘80a的沟槽85中，其中相应的直径上相对的缓冲件86b抵靠唇缘80a的沟槽85的相对的外表面，并且相应的凸出柱88位于唇缘80a的相应的一个或多个沟槽或凹槽或狭槽87中，其中每个凸出柱88的上部凸出柱节段88a的远端面88e抵靠盖80的唇缘80a的一个或多个沟槽或凹槽或狭槽87的内部的外部顶部表面。
进而，盖80以以下关系固定到壳体12：壳体12的唇缘12a和盖80的唇缘80a分别相互抵靠。盖更具体地以下关系固定到壳体：包括密封带86的圆周的弹性材料条的下部外表面抵靠壳体12的唇缘12a的外部上表面，每个凸出柱88的下部凸出柱节段88b压靠印刷电路板40的顶部外部面或表面，且每个凸出柱88的下部凸出柱节段88b的远端面88e抵靠印刷电路板40的外部顶部面或表面。
根据本发明，壳体12上的唇缘12a和盖80上的唇缘80a分别与密封带86结合有利地提供了在致动器10的使用期间防备外部发动机舱污染物进入致动器10的内部空腔14中的密封。
再进一步根据本发明，凸出柱88有利地防止印刷电路板40在z方向上移动或振动，同时仍允许印刷电路板40在x和y方向上热膨胀。
此外，并且如在图4和图5更具体地示出的，相应的弹性凸出柱88，且更具体地说是其相应的下部凸出柱节段88b，适于压抵或或压靠印刷电路板40的表面并且进一步借助于其压缩状态而适于在将盖80放置在壳体12上时对印刷电路板40施加向下的夹持力以夹持和固定印刷电路板40，防止印刷电路板在壳体12中移动，如上所述。
参考图1、2、4、7和8，致动器10还包括用于将盖80固定到壳体12的组件，该组件包括多个金属夹片90，该多个金属夹片适于夹持到多个相应的夹片托架92，夹片托架包括分别一体地形成在壳体12的周边唇缘12a和盖80的周边唇缘80a上的相应托架节段92a和92b。
特别地参考图7和图8，每个夹片90包括金属条或金属片，该金属条或金属片已经弯曲并形成为包括弯曲或凹入的中心跨越部98以及相对的上部细长且曲线的唇缘94和下部细长且曲线的唇缘96，所述中心跨越部以及唇缘组合起来使得夹片90更具柔性并且在安装之后增加夹片90的残余夹持载荷。
保持弹簧凸出部或指状部100形成在每个相应的唇缘94和96的外部内表面上并从其向内突出。唇缘94和96以及形成在其上的相应的保持弹簧凸出部或指状部物100设置成与以共线关系设置的相应的弹簧凸出部或指状部100成直径上相对的关系。在所示的实施方案中，中心跨越部98以及唇缘94和96的弯曲部分沿彼此相互垂直的方向延伸并取向。
分别形成在壳体12的唇缘12a和盖80的唇缘80a上的每个夹片托架92a和92b分别包括：相应的细长的弯曲的上部和下部水平延伸的唇缘或凸块102，其防止夹片90在组装期间发生大的屈服且防止夹片在组装期间在夹片90超过相应的唇缘102之后发生松弛；相应的细长的弯曲的上部和下部水平延伸托架凹陷部或沟槽或凹槽103，其位于相应的唇缘102的内部并与之相邻且平行，并且形状与相应的夹片托架92a的唇缘94和夹片托架92b的唇缘96的弯曲部分互补；以及形成在相应的托架凹陷部103中的相应的托架槽腔或凹槽104，其允许相应的夹片凸出部100在组装期间与壳体12和盖80牢固地接合。
每个夹片托架92a和92b还分别包括间隔开且平行的竖直侧壁106，以用于在组装期间将相应的夹片90对齐并引导到相应的托架92a和92b中。在所示的实施方案中，竖直侧壁106以垂直于相应的夹片托架92的唇缘102和沟槽103的关系和取向延伸。
所示的实施方案包括七个夹片90，所述七个夹片以以下关系固定到七个夹片托架92上：其中相应的夹片90的相应的唇缘94和96位于并夹持在相应的托架92的相应的凹槽103内，并且其中相应的唇缘94和96的相应的凸出部100位于并楔入相应的托架92的相应的槽腔104内，以将夹片90牢固地且紧密地可移除地夹持并夹到壳体12和盖80上，并且更具体地将盖80可移除地固定到致动器10的壳体12上。
可以在不脱离本发明的新颖特征的精神和范围的情况下实现上文描述的致动器实施方案的许多变化和修改。应理解，不意图或不应推断出关于本文所示的具体致动器的任何限制。当然，意图是通过所附权利要求书覆盖落入权利要求书的范围内的所有这类修改。