机电致动器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于车辆的液压制动回路中的机电致动器，其包括：具有定子和转子的马达、以及定位在马达内的线性致动器。定子定位在具有第一端和第二端的壳体内，转子定位在壳体中并且包括细长转子本体，所述本体具有从本体的一端到另一端穿过的孔，所述孔在本体的朝向所述马达的第一端定位的第一部分上扩大，并且在本体的朝向马达的第二端定位的第二部分上尺寸减小。线性致动器包括定位在细长转子本体中的孔内的细长轴，所述轴在一端具有带有外螺纹的螺杆部分，在所述轴的另一端具有固定部分，螺杆部分沿所述轴的位于转子本体中的所述孔的扩大部分内的部分延伸，所述固定部分紧密地定位在细长本体的第二部分的孔中以防止所述轴相对于细长本体径向运动，所述线性致动器还包括围绕所述轴的螺杆部分的驱动螺母，驱动螺母至少定位在所述转子本体的第一部分的扩大孔内侧的缩回位置，驱动螺母具有内螺纹并且通过与所述驱动螺母和螺杆部分的螺纹接合的一组滚珠连接到螺杆部分。通过固定到细长转子本体的第二部分的轴承组件来相对于定子固定转子本体，转子本体的另一端通过其他方式不受支撑并且从轴承组件悬置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机电致动器
本专利技术涉及机电致动器的改进，特别是对用于车辆的液压制动系统中使用的机电致动器的改进。
技术介绍
在传统液压制动系统中，通过驾驶者压下脚踏板产生制动压力，这移动推杆，推杆进而移开真空助力制动伺服机构中的隔膜。所述伺服机构增大由驾驶者施加的压力，并且在连接到制动钳或者制动鼓的液压流体中产生增大的液压压力。还已知提供一种制动系统，在所述制动系统中，制动器施加的压力由机电致动器控制。这使得能够使用来自致动器的力应用制动器，而不是单纯依靠驾驶者压下踏板。这种布置使得制动器能够独立于驾驶者而应用，例如，在紧急情况中或者作为车辆稳定控制系统或者坡道保持功能的一部分。合适的致动器应当具有快速响应时间并且能够产生相对较大的增压，并且最方便地，致动器能够驱动活塞在缸内来回运动。应当注意到，能够实现这种性能的致动器能够被使用在范围广泛的应用中，并且不仅限于使用在液压制动系统中。在美国申请4,909,577中公开的一种布置中，电磁致动器包括具有定子和转子的马达。转子是空心地并且在内表面上设置有螺旋槽，螺旋槽形成位于转子内的滚珠螺杆线性驱动器的一部分。驱动器包括具有与转子的螺旋槽互补的外螺旋槽的细长螺杆。这两个槽填充有金属滚珠并且这些滚珠作用在螺杆上以产生螺杆相对于定子的线性运动。螺杆的线性运动被用来控制车辆的液压制动回路中的液压压力。所述转子在两端部由轴承支撑。在申请人的早先申请EP0317182中公开的替代布置中，步进马达具有螺杆，螺杆固定到马达的转子的突出端部，使得当转子旋转时螺杆也旋转。螺杆突出到形成在活塞的端面中的孔内，活塞进而被插入填充有液压流体的缸的孔中。活塞被防止在缸中旋转，当转子旋转时，活塞沿着缸运动。这改变了联接到缸的液压制动回路中的流体的压力。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术提供一种用于车辆的液压制动回路的机电致动器，其包括：具有定子和转子的电马达、以及定位在马达内的线性致动器，其中：定子定位在具有第一端和第二端的壳体内；转子定位在所述壳体中并且包括细长转子本体，所述本体具有从本体的一端到另一端穿过的孔，所述孔在本体的朝向所述马达的第一端定位的第一部分上扩大，并且在本体的朝向马达的第二端定位的第二部分上尺寸减小；线性致动器包括定位在细长转子本体中的孔内的细长轴，所述轴在一端具有带有外螺纹的螺杆部分，在所述轴的另一端具有固定部分，螺杆部分沿所述轴的位于转子本体中的所述孔的扩大部分内的部分延伸，所述固定部分紧密地定位在细长本体的第二部分的孔中以防止所述轴相对于细长本体径向运动，所述线性致动器还包括围绕所述轴的螺杆部分的驱动螺母，驱动螺母至少定位在所述转子本体的第一部分的扩大孔内侧的缩回位置，驱动螺母具有内螺纹并且通过与所述驱动螺母和螺杆部分的螺纹接合的一组滚珠连接到螺杆部分，通过固定到细长转子本体的第二部分的轴承组件来相对于定子固定转子本体，转子本体的另一端通过其他方式不受支撑并且从轴承组件悬置。使用具有线形平移螺母的旋转导螺杆提供了总体紧凑的组件，在其要封装在液压制动组件的情况下特别有利。对于滚珠螺母所需的任何防旋转装置能够容纳在马达-液压组件的定子内。转子本体的第二部分可以同心地定位在马达的定子内，并且转子本体的第一部分可以相对于定子轴向偏移。当在截面中观察时，所述壳体、定子、转子本体以及轴可以全部为大致圆柱形，并且它们的长轴可以全部在马达的公共中心轴线上对准。转子本体可以通过轴承圈组件固定到壳体，所述轴承圈组件具有固定到转子本体的第二部分的环形内圈、固定到壳体的环形外轴承圈，以及定位在所述圈之间的多个轴承。这些轴承可以是滚珠轴承或者辊轴承，并且可以被约束为在所述轴承圈中的环形槽中运动。由于转子仅在一端被支撑，位于定子内的部分从那一端悬置，因此轴承防止转子的任何明显的轴向和径向运动是十分重要的。所述轴承组件因此可以包括四点接触轴承。内轴承圈可以紧贴配合、压配合或者过盈配合至所述转子本体的第二部分上。通常，四点接触轴承不能压配合或者过盈配合至轴上，因为这可能会导致所述内圈轻微扩张，导致轴承在内圈、滚珠以及外圈之间稍稍变紧，增大了摩擦并且可能不利地影响轴承的载荷寿命。所述轴应当过渡配合或者非常轻微地滑动配合。外轴承圈一定不能相对于所述壳体轴向或者径向移动并且因此其应当被牢固固定到所述壳体。外轴承圈可以例如紧贴在壳体的接收部分上，并且可以被从壳体内压入到所述接收部分上的位置，即，被从壳体的第一端朝向封闭的第二端挤压。接合应当足够紧密以在载荷被施加到驱动螺母上时阻止轴承外圈被从壳体拉动，并且该接合可以是过盈配合。可以使用粘合剂来防止运动。为了将转子本体固定到所述壳体，以及将所述轴固定到所述转子本体，所述轴的穿过转子中的孔的宽度减小区段延伸的部分可以设置有外螺纹，并且可以设置具有与外螺纹上的螺纹接合的内螺纹的锁定螺母，锁定螺母成适当尺寸，使得当定位在所述轴的螺纹上时，锁定螺母与所述转子和所述内轴承圈都接合，由此当锁定螺母被紧固时，所述轴被朝向马达壳体的第一端拉动而与所述转子的孔接合，与此同时，通过锁定螺母将内轴承圈沿朝向壳体的第二端的方向压到转子上。可以在封闭壳体的第二端的壳体端壁中设置开口，从而能够接近锁定螺母。与壳体的第二端最接近的转子本体的外表面可以设置有定位内轴承的端面的肩部，锁定螺母将内轴承圈紧固到该肩部上。所述肩部可以从转子本体的端部向后设置在大约与内轴承圈的厚度相等的距离处，或者所述螺母能够稍微突出超过转子本体的端部来弥补该差异。锁定螺母施加到内轴承圈的力能够进而将轴承组件朝向壳体的第一端拉动，以可靠地将外轴承圈拉动到与壳体接合。所述一个锁定螺母因此将所述轴、转子本体以及轴承组件紧固到壳体上。在将所述轴拉动至与转子本体接合的过程中，重要的是所述轴不能直接通过转子本体拉动。所述轴朝向壳体的第一端的运动的限制可以通过设置与转子本体的第二部分中的孔的互补的锥形内部部分接合的轴的锥形外部部分来控制。锥形指的是所述轴的固定部分将会因此减小在转子内的外部尺寸，沿远离所述轴的承载锁定螺母的螺杆部分的方向减少尺寸。所述轴的固定部分可以具有沿其长度的圆柱形截面，使得通过所述固定部分的直径逐渐减小而限定所述锥形部分。使用圆柱形截面简化了在组装期间转子本体和轴的对准，并且相较于更加复杂的形状，在生产过程中更易于制造。当然，可以设置其它截面。例如，可以在轴和转子之间使用花键接合，但是这与锥形部或平坦的柱形界面相比可能生产起来更贵。锥形部不仅使所述轴能够在组装时在所述转子本体中自定中，还提供了较大的区域，施加到所述轴的任何轴向载荷被分散在该区域上。锥形部还提供了将导螺杆锁定到转子的有效方法，使得可以经过界面传递转矩，这是锥形接头的固有特征，只要锥角足够浅。当致动器被用在液压制动系统中时，这种承载高轴向载荷的能力至关重要，此时螺母朝向马达的开口端的运动被用来压缩液压流体。这将通常意味着当螺母进一步缩回所述马达中时沿轴朝向壳体的第一端的载荷远大于沿相反方向的载荷。锥形部分可以延伸超过与螺杆接触的转子中的孔的大部分。锥形部分可以具有相对于杆的轴线的压力角，该压力角在1度到10度之间。所述锥形部分的直径可以沿其长度线性减小。所述致动器的两部分——马达和线性致动器能够在将线性致动器压进马达之前被独立地构造成两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车辆的液压制动回路中的机电致动器，其包括：具有定子和转子的电马达、以及定位在马达内的线性致动器，其中：定子定位在具有第一端和第二端的壳体内；转子定位在所述壳体中并且包括细长转子本体，所述本体具有从本体的一端到另一端穿过的孔，所述孔在本体的朝向所述马达的第一端定位的第一部分上扩大，并且在本体的朝向马达的第二端定位的第二部分上尺寸减小；线性致动器包括定位在细长转子本体中的孔内的细长轴，所述轴在一端具有带有外螺纹的螺杆部分，在所述轴的另一端具有固定部分，螺杆部分沿所述轴的位于转子本体中的所述孔的扩大部分内的部分延伸，所述固定部分紧密地定位在细长本体的第二部分的孔中以防止所述轴相对于细长本体径向运动，所述线性致动器还包括围绕所述轴的螺杆部分的驱动螺母，驱动螺母至少定位在所述转子本体的第一部分的扩大孔内侧的缩回位置，驱动螺母具有内螺纹并且通过与所述驱动螺母和螺杆部分的螺纹接合的一组滚珠连接到螺杆部分，通过固定到细长转子本体的第二部分的轴承组件来相对于定子固定转子本体，转子本体的另一端通过其他方式不受支撑并且从轴承组件悬置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.07 GB 1515845.41.一种用于车辆的液压制动回路中的机电致动器，其包括：具有定子和转子的电马达、以及定位在马达内的线性致动器，其中：定子定位在具有第一端和第二端的壳体内；转子定位在所述壳体中并且包括细长转子本体，所述本体具有从本体的一端到另一端穿过的孔，所述孔在本体的朝向所述马达的第一端定位的第一部分上扩大，并且在本体的朝向马达的第二端定位的第二部分上尺寸减小；线性致动器包括定位在细长转子本体中的孔内的细长轴，所述轴在一端具有带有外螺纹的螺杆部分，在所述轴的另一端具有固定部分，螺杆部分沿所述轴的位于转子本体中的所述孔的扩大部分内的部分延伸，所述固定部分紧密地定位在细长本体的第二部分的孔中以防止所述轴相对于细长本体径向运动，所述线性致动器还包括围绕所述轴的螺杆部分的驱动螺母，驱动螺母至少定位在所述转子本体的第一部分的扩大孔内侧的缩回位置，驱动螺母具有内螺纹并且通过与所述驱动螺母和螺杆部分的螺纹接合的一组滚珠连接到螺杆部分，通过固定到细长转子本体的第二部分的轴承组件来相对于定子固定转子本体，转子本体的另一端通过其他方式不受支撑并且从轴承组件悬置。2.根据权利要求1所述的机电致动器，其特征在于，转子本体的第二部分同心地定位在马达的定子内，并且转子本体的第一部分相对于定子轴向偏移。3.根据权利要求1或2所述的机电致动器，其特征在于，当在截面中观察时，所述壳体、定子、转子本体以及轴全部为大致圆柱形，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·P·史密斯，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB