一種線性驅動裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種線性驅動裝置，包括：殼體和位于所述殼體內部的電機；與所述電機輸出軸上的輸出齒輪相嚙合的傳動齒輪，該傳動齒輪安裝在位于殼體內部的齒輪軸上；以及與所述傳動齒輪配合安裝，將所述傳動齒輪的旋轉運動轉化為直線運動的線性運動組件；其中，所述線性運動組件的軸線與所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。本實用新型提供的線性驅動裝置具有結構緊湊、體積較小、重量輕以及散熱效果好的優點。
【專利說明】
一種線性驅動裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及汽車零部件產品，具體地說，涉及一種用于汽車動力總成中的線性驅動裝置。
【背景技術】
[0002]在汽車工業中，為了提高進氣效率以及減少污染排放，往往需要在動力總成系統中應用能夠精確控制進排氣的閥裝置，例如用在發動機廢氣再循環(Exhaust-GasRecirculat1n)系統中的廢氣再循環控制閥等裝置。這樣的閥裝置多數為利用電機作為動力驅動源、然后將電機的旋轉輸出轉化為線性運動組件(例如:閥桿)的直線運動的線性驅動裝置。
[0003]目前市場上的線性驅動裝置中的電機、傳動齒輪以及閥桿的排列方式多為橫向加縱向的布局方式，并且傳動齒輪沒有逃重設計，從而導致線性驅動裝置整體體積和重量偏大。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種線性驅動裝置，解決了現有線性驅動裝置所具有的結構不緊湊、體積大、重量較重以及散熱效果不佳的問題。
[0005]本實用新型提供的線性驅動裝置，包括:
[0006]殼體和位于所述殼體內部的:電機;與所述電機輸出軸上的輸出齒輪相嗤合的傳動齒輪，該傳動齒輪安裝在位于殼體內部的齒輪軸上；以及與所述傳動齒輪配合安裝，將所述傳動齒輪的旋轉運動轉化為直線運動的線性運動組件;其中，所述線性運動組件的軸線與所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。
[0007]進一步地，所述傳動齒輪為凸輪齒輪。
[0008]進一步地，所述凸輪齒輪包括凸輪齒輪部和凸輪溝槽部，所述凸輪齒輪部與所述電機的輸出齒輪相嗤合。
[0009]進一步地，所述凸輪齒輪部帶有逃重孔。
[0010]進一步地，所述凸輪溝槽部具有靠近所述凸輪齒輪中軸線的溝槽內壁以及遠離所述凸輪齒輪中軸線的溝槽外壁。
[0011]進一步地，所述凸輪溝槽部的一端為開放式溝槽，另外一端為封閉式溝槽。
[0012]進一步地，所述線性運動組件包括調節桿、連桿結構、軸承、磁鐵組件和傳感器;所述連桿結構安裝在所述調節桿上;所述軸承、所述磁鐵組件以及所述傳感器均安裝在所述連桿結構上;且所述軸承位于所述凸輪溝槽部中，從而將所述凸輪齒輪的旋轉運動轉化為線性運動組件的直線運動。
[0013]進一步地，所述調節桿的軸線與所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。
[0014]進一步地，所述軸承的軸線與所述調節桿的軸線、所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。
[0015]進一步地，所述軸承的軸線與所述線性運動組件的軸線、所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。
[0016]進一步地，所述傳感器為非接觸式傳感器。
[0017]進一步地，所述線性驅動裝置還包括冷卻水道，該冷卻水道環繞所述線性運動組件。
[0018]進一步地，所述冷卻水道位于所述殼體中。
[0019]進一步地，所述的線性驅動裝置還包括設置在殼體內部的限位銷，所述傳動齒輪在旋轉到某一角度時會抵靠在該限位銷上，從而實現機械停止。
[0020]進一步地，所述的線性驅動裝置還包括安裝在所述齒輪軸上的回位彈簧，用于所述傳動齒輪的回位;與所述殼體配合安裝的端蓋以及與固定于所述線性運動組件一端的調節頭。
[0021]與現有技術相比，本實用新型提供的線性驅動裝置具有結構緊湊、體積較小、重量輕以及散熱效果好的優點。
【附圖說明】
[0022]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1是本實用新型所述線性驅動裝置的爆炸示意圖；
[0024]圖2是圖1所示線性驅動裝置組裝后的立體透視圖(不包括端蓋)；
[0025]圖3是圖2所示線性驅動裝置的正視透視圖(不包括端蓋)；
[0026]圖4是圖3所示線性驅動裝置的左視剖視圖(包括端蓋)；
[0027]圖5是線性運動組件的立體示意圖；
[0028I圖6是傳動齒輪的放大示意圖；
[0029]圖7是冷卻水道的布置示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將參照附圖并通過實施例來描述本實用新型所述的線性驅動裝置。
[0031]圖1是本實用新型所述線性驅動裝置的爆炸示意圖，圖2是圖1所示線性驅動裝置組裝后的立體透視圖(不包括端蓋)；如圖1和圖2所示，該線性驅動裝置包括如下結構:殼體I;以及位于該殼體I內部的:電機2，與所述電機2輸出軸上的輸出齒輪相嗤合的傳動齒輪3，以及齒輪軸4和線性運動組件5;所述傳動齒輪3安裝在所述齒輪軸4上，所述線性運動組件5與所述傳動齒輪3配合安裝、并將所述傳動齒輪3的旋轉運動轉化為直線運動;為了減少線性驅動裝置的整體寬度、有利于重心布置以及提高線性運動的轉化效率，本實施例中進行了如下特殊設計:所述線性運動組件5的軸線與所述電機2輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸4的軸線布置在同一平面內。
[0032]優選地，為了更好的實現傳動以及所述減少線性驅動裝置的重量，所述傳動齒輪3可以設計為凸輪齒輪，具體如圖6所示，該凸輪齒輪包括凸輪齒輪部31和凸輪溝槽部32，所述凸輪齒輪部31與所述電機的輸出齒輪相嚙合實現旋轉運動進行扭矩傳遞，而且所述凸輪齒輪部31還帶有逃重孔33，其個數可以為一個或者多個，本實施例中，逃重孔的個數為2個。所述凸輪溝槽部32還具有靠近所述凸輪齒輪中軸線的溝槽內壁34以及遠離所述凸輪齒輪中軸線的溝槽外壁35，且所述凸輪溝槽部32的一端為開放式溝槽，另外一端為封閉式溝槽。
[0033]優選地，如圖1至圖5所示，為了與上述所述傳動齒輪3(凸輪齒輪3)配合工作將齒輪的旋轉運動轉化為直線運動，本實施例中的線性驅動裝置還包括調節桿51、連桿結構52、軸承53、磁鐵組件54和傳感器55;其中，所述連桿結構52安裝在所述調節桿51上;所述軸承53、所述磁鐵組件54以及所述傳感器55均安裝在所述連桿結構52上;且所述軸承53位于所述凸輪溝槽部32的溝槽中，從而將所述凸輪齒輪3的旋轉運動轉化為線性運動組件5的直線運動。具體地，當所述凸輪齒輪3向其中一個方向運動時(例如線性驅動裝置進行閥門打開運動時)，所述線性運動組件5則與所述溝槽內壁34接觸，在溝槽內壁34的作用下向下運動；相反地，當所述凸輪齒輪3向相反方向運動時(例如線性驅動裝置進行閥門閉合運動時)，所述線性運動組件5則與所述溝槽外壁35接觸，在溝槽內壁35的作用下向上運動。
[0034]優選地，所述凸輪溝槽部32的凸輪曲線分為三段:導入段、運動段和抬升段(圖中未標示數字標號)，導入段即為前面所述的開放式溝槽，其設計目的是為了使所述軸承53可以順利的滑入所述凸輪溝槽部32中，這種開放的凸輪溝槽設計，便于零部件裝配，使得線性運動組件可以由開口處滑入。
[0035]優選地，所述調節桿51的軸線與所述電機2的輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸3的軸線布置在同一平面內；更優地，所述軸承53的軸線與所述調節桿51的軸線、所述電機2的輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸3的軸線布置在同一平面內，如圖方向所示的縱向布置;或者所述軸承53的軸線與所述線性運動組件5的軸線、所述電機2輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸3的軸線布置在同一平面內。這樣設計的優點是:I)三者或者四者共面可有效減小線性驅動裝置(閥體)的橫向尺寸，滿足客戶對尺寸的特殊要求;2)四者共面便于線性驅動裝置重心的布置，從而提高其在振動條件下性能的穩定性;3)所述齒輪軸3、軸承53及線性運動組件5的中心軸線的三者共面，也能有效提高旋轉運動到線性運動的轉化效率。
[0036]優選地，所述傳感器55為非接觸式傳感器，例如可以為磁阻式傳感器，感應式傳感器，霍爾傳感器，其工作原理是:當驅動傳動系統帶動所述線性運動組件5的位置變化時，連接在所述線性運動組件5上的感應元件(如磁鐵組件54、感應指針等)的位置也隨之變化，此時所述傳感器55可以感應到感應元件的磁場變化，并將其轉化成電壓信號的變化輸出至發動機控制單元或電子控制單元，然后發動機控制單元或電子控制單元通過對比實際電壓信號與目標電壓信號的差異，不斷調整指令直至線性驅動裝置到達目標位置。
[0037]優選地，如圖1至圖4以及圖7所示，本實施例所述的線性驅動裝置還包括冷卻水道6，該冷卻水道6環繞所述線性運動組件5。具體地，本實施例描述的水道為位于所述殼體I中的整體式水道，如圖7所示，字母A所指示為進水口，字母B所指示為出水口，黑色箭頭標示的為水流方向，該冷卻系統的布置具有如下特點:I)該水道布置在廢氣與傳動系統之間，可以有效地降低廢氣向傳動系統部分傳遞的熱量，進而減小廢氣溫度對線性驅動裝置性能及壽命的影響；2)水道布置在線性驅動組件5的四周，一方面可以減小線性驅動裝置的體積，另一方面也可以增加與廢氣的接觸面積進而保證冷卻效果。
[0038]優選地，如圖1至圖3所示，該線性驅動裝置還包括設置在所述殼體I內部的限位銷7，所述傳動齒輪3在旋轉到某一角度時會與該限位銷7撞擊接觸，從而實現行程運動上機械停止。
[0039]優選地，如圖1至圖5所示，該線性驅動裝置還包括安裝在所述齒輪軸上的回位彈簧8，該回位彈簧8用于所述傳動齒輪3的回位;與所述殼體I配合安裝的端蓋9以及固定安裝于所述線性運動組件5—端的調節頭56。所述回位彈簧8在安裝時(線性驅動裝置關閉狀態下)處于預緊狀態，這樣可以保證在斷電情況下，線性驅動裝置可以回到初始位置(關閉狀態)，在線性驅動裝置工作狀態下，回位彈簧8會被進一步預緊，從而保證在無電的情況下其有足夠的回位力。
[0040]綜上，本實施例所述的線性驅動裝置的大致工作模式如下:I)當線性驅動裝置通電時，所述電機2的輸出齒輪順時針轉動帶動凸輪齒輪3 (傳動齒輪3)逆時針轉動，所述凸輪齒輪3的凸輪溝槽部32的轉動帶動了所述軸承53沿著所述凸輪溝槽部32向下運動，進而推動所述線性運動組件5向下運動，這樣線性驅動裝置的閥門就打開了，廢氣由閥口而入。2)當線性驅動裝置斷電時，由于安裝時所述回位彈簧8已經預緊，回位彈簧8的預緊力通過彈簧襯套傳遞至所述齒輪軸4，齒輪軸4逆時針轉動帶動所述凸輪齒輪3順時針旋轉，在所述凸輪溝槽外壁35的作用下帶動了所述軸承53沿著所述凸輪溝槽部32向上運動，進而拉動所述線性運動組件5向上運動直到閥門閉合。在上述閥門開啟和閉合的過程中，安裝在所述線性運動組件5上的磁鐵組件54的位置為所述傳感器55輸入信號，所述傳感器55接受信號后得知閥的開啟大小，并傳遞至發動機控制單元，然后由發動機控制單元控制電源的通斷，從而實現對閥門的開啟關閉的控制。
[0041]雖然本實用新型已以較佳實施例披露如上，但本實用新型并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內所作的各種更動與修改，均應納入本實用新型的保護范圍內，因此本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。
【主權項】
1.一種線性驅動裝置，包括: 殼體和位于所述殼體內部的: 電機； 與所述電機輸出軸上的輸出齒輪相嚙合的傳動齒輪，該傳動齒輪安裝在位于殼體內部的齒輪軸上；以及 與所述傳動齒輪配合安裝、并將所述傳動齒輪的旋轉運動轉化為直線運動的線性運動組件； 其特征在于， 所述線性運動組件的軸線與所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。2.根據權利要求1所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述傳動齒輪為凸輪齒輪。3.根據權利要求2所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述凸輪齒輪包括凸輪齒輪部和凸輪溝槽部，所述凸輪齒輪部與所述電機的輸出齒輪相嚙合。4.根據權利要求3所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述凸輪齒輪部帶有逃重孔。5.根據權利要求3所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述凸輪溝槽部具有靠近所述凸輪齒輪中軸線的溝槽內壁以及遠離所述凸輪齒輪中軸線的溝槽外壁。6.根據權利要求3所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述凸輪溝槽部的一端為開放式溝槽，另外一端為封閉式溝槽。7.根據權利要求3所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述線性運動組件包括調節桿、連桿結構、軸承、磁鐵組件和傳感器； 所述連桿結構安裝在所述調節桿上； 所述軸承、所述磁鐵組件以及所述傳感器均安裝在所述連桿結構上； 且所述軸承位于所述凸輪溝槽部中，從而將所述凸輪齒輪的旋轉運動轉化為線性運動組件的直線運動。8.根據權利要求7所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述調節桿的軸線與所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。9.根據權利要求8所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述軸承的軸線與所述調節桿的軸線、所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。10.根據權利要求8所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述軸承的軸線與所述線性運動組件的軸線、所述電機輸出軸的軸線、以及所述齒輪軸的軸線布置在同一平面內。11.根據權利要求7所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述傳感器為非接觸式傳感器。12.根據權利要求1所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述線性驅動裝置還包括冷卻水道，該冷卻水道環繞所述線性運動組件。13.根據權利要求12所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述冷卻水道位于所述殼體中。14.根據權利要求1所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述線性驅動裝置還包括設置在所述殼體內部的限位銷，所述傳動齒輪在旋轉到某一角度時會抵靠在該限位銷上，從而實現機械停止。15.根據權利要求1所述的線性驅動裝置，其特征在于，所述線性驅動裝置還包括安裝在所述齒輪軸上的回位彈簧，用于所述傳動齒輪的回位;與所述殼體配合安裝的端蓋以及固定安裝于所述線性運動組件一端的調節頭。
【文檔編號】H02K7/10GK205559718SQ201620221955
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】唐潤秋, 杜曉林, 曹向廣, 唐春艷, 李強
【申請人】大陸汽車電子(蕪湖)有限公司