[發明專利]電動致動器

有效

• 申請號: 201080053796.7
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN102696168A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 高橋亨;池田良則;清水辰德
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: H02K7/06
• 分類號: H02K7/06;F16H25/20;H02K11/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王小東

技術領域

本發明涉及配置有滾珠絲杠機構的電動致動器，該滾珠絲杠機構用于普通工業中的馬達中以及機動車輛、船舶等的驅動部分中，本發明更具體地涉及具有位置檢測功能并且用于借助滾珠絲杠機構將電動馬達的旋轉運動轉換為驅動軸的直線運動的電動致動器。

背景技術

在用于各種類型的驅動部分的電動致動器中，通常將齒輪機構（例如，梯形螺紋蝸桿裝置或齒條-小齒輪機構）用作用于將電動馬達的旋轉運動轉換為軸向直線運動的裝置。這些運動轉換機構涉及滑動接觸部且因此涉及功率損失，且因此必然導致電動馬達的尺寸增加和功耗增加。因此，滾珠絲杠機構被廣泛用作更有效的致動器。

例如，在具有由內燃機驅動的螺桿的相對小的船舶中，通過借助被連接到由操作者操作的操縱桿的線纜切換爪式離合器來選擇前進檔位或后退檔位，實現在前進方向和后退方向之間的螺桿旋轉方向變化的操作。然而，近年來為節約勞力開發了用于切換爪式離合器的電動致動器。

在該情況下，需要電動致動器精確地檢測在切換船舶的前進方向和后退方向切換時爪式離合器的位置并執行切換操作。例如，將能夠想到這樣的方法，在該方法中，根據可動軸的行程借助傳感器齒輪將旋轉角度傳送到電位計，以通過檢測可動軸的絕對位置來獲得可動軸的行程。然而，這在可動軸的行程增加時需要增加傳感器齒輪的齒輪比且因此需要增加傳感器齒輪的齒輪尺寸或齒輪級，并且這會導致電動致動器的尺寸增加。此外，由于傳感器齒輪的齒隙或節距誤差，由電位計檢測的旋轉角度精度恐怕可能降低。此外，由于當電位計被用在例如由于馬達的發熱而具有高環境溫度的電動致動器的內部的位置處時，恐怕由于產生零點漂移而不能夠獲得高檢測精度。在另一方面，當電位計被安裝在電動致動器的殼體外部時，能在常溫的環境下使用電位計。然而，在這種情況下，由于電位計會受海水、燃料等污染，因此有必要具有水密或油密結構或者獨立地具有屏蔽電磁波的結構，這會增加電動致動器的制造成本。

已知能夠解決這些問題的如圖5所示的電動致動器100。電動致動器100包括殼體101以及安裝在殼體101內的電動馬達102。

殼體101包括：殼體本體101A；蓋構件101B，其被安裝在殼體本體101A的端面上；以及板狀馬達托架101C。馬達室101a和絲杠螺紋軸室101b被形成在殼體本體101A內，并且電動馬達102被設置在馬達室101a內。電動馬達102被緊固到馬達托架101C上。馬達托架101C安裝成將滾珠軸承114的外圈夾設在殼體本體101A上并且閉塞殼體本體101A的馬達室101a以及絲杠螺紋軸室101b兩者。

電動馬達102的旋轉軸102a從馬達托架101C突出，并且第一齒輪103被牢固地壓配合到旋轉軸102的端部上而不能夠相對于旋轉軸102a進行旋轉。樹脂材料的第二齒輪105以自由旋轉的方式安裝到緊固于馬達托架101C上的長軸104上并且與第一齒輪103以及第三齒輪106兩者嚙合。樹脂材料的第三齒輪106借助鋸齒連接被安裝到絲杠螺紋軸107的端部上并且不能夠相對于該絲杠螺紋軸107進行相對旋轉。絲杠螺紋軸107的左側部形成有陽螺紋溝槽107a并且其右側部以相對于殼體本體101A可旋轉的方式由滾珠軸承114支承。

絲杠螺紋軸107穿過筒形螺母115。螺母115的內周形成有與陽螺紋溝槽107a相對的陰螺紋溝槽115a。大量滾珠116可滾動地容納在由陽螺紋溝槽107a和陰螺紋溝槽115a形成的螺旋形通道中從而形成滾珠絲杠機構。螺母115被保持在絲杠螺紋軸室101b中，使得該螺母能夠軸向移動但不能夠相對于殼體本體101A旋轉。滾珠絲杠機構和筒形可動軸117形成驅動機構。

絲杠螺紋軸107的左側端被插入到形成于可動軸117中的盲孔117a內?？蓜虞S117的右側端被同軸配合到螺母中并且由銷緊固到該螺母以與該螺母整體地移動?？蓜虞S117由襯套118支承，該襯套118相對于殼體本體101A能夠軸向移動。用于連接到連桿構件（未示出）的孔117b形成在可動軸117的從殼體本體101A突出的端部中。

圖6是示出了電動馬達102的內部結構的示意圖，并且圖7是沿線VII-VII截取的剖面圖。如這些附圖中所示的，環形磁體MG被緊固到旋轉軸102a上，轉子102d被安裝到該旋轉軸102a上。環形磁體MG與設置在旋轉軸102a兩側處的半環形部MGs、MGn分離。半環形部MGs在其外周具有S極，并且半環形部MGn在其外周具有N極。第一和第二傳感器SA、SB被安裝在馬達殼體102c的內壁上，繞旋轉軸102a的軸線相互偏移90°。