[发明专利]电动致动器

说明书

技术领域

本发明涉及配置有滚珠丝杠机构的电动致动器，该滚珠丝杠机构用于普通工业中的马达中以及机动车辆、船舶等的驱动部分中，本发明更具体地涉及具有位置检测功能并且用于借助滚珠丝杠机构将电动马达的旋转运动转换为驱动轴的直线运动的电动致动器。

背景技术

在用于各种类型的驱动部分的电动致动器中，通常将齿轮机构（例如，梯形螺纹蜗杆装置或齿条-小齿轮机构）用作用于将电动马达的旋转运动转换为轴向直线运动的装置。这些运动转换机构涉及滑动接触部且因此涉及功率损失，且因此必然导致电动马达的尺寸增加和功耗增加。因此，滚珠丝杠机构被广泛用作更有效的致动器。

例如，在具有由内燃机驱动的螺杆的相对小的船舶中，通过借助被连接到由操作者操作的操纵杆的线缆切换爪式离合器来选择前进档位或后退档位，实现在前进方向和后退方向之间的螺杆旋转方向变化的操作。然而，近年来为节约劳力开发了用于切换爪式离合器的电动致动器。

在该情况下，需要电动致动器精确地检测在切换船舶的前进方向和后退方向切换时爪式离合器的位置并执行切换操作。例如，将能够想到这样的方法，在该方法中，根据可动轴的行程借助传感器齿轮将旋转角度传送到电位计，以通过检测可动轴的绝对位置来获得可动轴的行程。然而，这在可动轴的行程增加时需要增加传感器齿轮的齿轮比且因此需要增加传感器齿轮的齿轮尺寸或齿轮级，并且这会导致电动致动器的尺寸增加。此外，由于传感器齿轮的齿隙或节距误差，由电位计检测的旋转角度精度恐怕可能降低。此外，由于当电位计被用在例如由于马达的发热而具有高环境温度的电动致动器的内部的位置处时，恐怕由于产生零点漂移而不能够获得高检测精度。在另一方面，当电位计被安装在电动致动器的壳体外部时，能在常温的环境下使用电位计。然而，在这种情况下，由于电位计会受海水、燃料等污染，因此有必要具有水密或油密结构或者独立地具有屏蔽电磁波的结构，这会增加电动致动器的制造成本。

已知能够解决这些问题的如图5所示的电动致动器100。电动致动器100包括壳体101以及安装在壳体101内的电动马达102。

壳体101包括：壳体本体101A；盖构件101B，其被安装在壳体本体101A的端面上；以及板状马达托架101C。马达室101a和丝杠螺纹轴室101b被形成在壳体本体101A内，并且电动马达102被设置在马达室101a内。电动马达102被紧固到马达托架101C上。马达托架101C安装成将滚珠轴承114的外圈夹设在壳体本体101A上并且闭塞壳体本体101A的马达室101a以及丝杠螺纹轴室101b两者。

电动马达102的旋转轴102a从马达托架101C突出，并且第一齿轮103被牢固地压配合到旋转轴102的端部上而不能够相对于旋转轴102a进行旋转。树脂材料的第二齿轮105以自由旋转的方式安装到紧固于马达托架101C上的长轴104上并且与第一齿轮103以及第三齿轮106两者啮合。树脂材料的第三齿轮106借助锯齿连接被安装到丝杠螺纹轴107的端部上并且不能够相对于该丝杠螺纹轴107进行相对旋转。丝杠螺纹轴107的左侧部形成有阳螺纹沟槽107a并且其右侧部以相对于壳体本体101A可旋转的方式由滚珠轴承114支承。

丝杠螺纹轴107穿过筒形螺母115。螺母115的内周形成有与阳螺纹沟槽107a相对的阴螺纹沟槽115a。大量滚珠116可滚动地容纳在由阳螺纹沟槽107a和阴螺纹沟槽115a形成的螺旋形通道中从而形成滚珠丝杠机构。螺母115被保持在丝杠螺纹轴室101b中，使得该螺母能够轴向移动但不能够相对于壳体本体101A旋转。滚珠丝杠机构和筒形可动轴117形成驱动机构。

丝杠螺纹轴107的左侧端被插入到形成于可动轴117中的盲孔117a内。可动轴117的右侧端被同轴配合到螺母中并且由销紧固到该螺母以与该螺母整体地移动。可动轴117由衬套118支承，该衬套118相对于壳体本体101A能够轴向移动。用于连接到连杆构件（未示出）的孔117b形成在可动轴117的从壳体本体101A突出的端部中。

图6是示出了电动马达102的内部结构的示意图，并且图7是沿线VII-VII截取的剖面图。如这些附图中所示的，环形磁体MG被紧固到旋转轴102a上，转子102d被安装到该旋转轴102a上。环形磁体MG与设置在旋转轴102a两侧处的半环形部MGs、MGn分离。半环形部MGs在其外周具有S极，并且半环形部MGn在其外周具有N极。第一和第二传感器SA、SB被安装在马达壳体102c的内壁上，绕旋转轴102a的轴线相互偏移90°。