电动致动器的制作方法

1.本实用新型涉及电动致动器。


背景技术：

2.已知电动致动器在壳体内收纳有具有转子及定子的马达部、电路板、汇流条等多个部件。例如，在专利文献1中公开了如下结构：相对于壳体的壁部，在一侧将马达部的定子固定于壳体筒部的内周面，在壳体的壁部的另一侧将电路板收纳于形成于壳体的控制基板收纳部。
3.专利文献1：日本特开2020-5431号公报
4.在上述那样的结构中，需要对壳体分别组装定子、电路板、汇流条等，存在组装耗费工时的问题。另外，以定子为代表的马达部相对于壳体的壁部从一侧组装，与此相对，电路板相对于壳体的壁部需要从另一侧组装。因此，需要在组装工序的中途使壳体翻转，在这一点上也存在组装耗费工时的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述情况，本实用新型的目的之一在于提供一种能够简化组装工序的电动致动器。
6.本实用新型的电动致动器的一个方式具有：马达部，其具有能够以沿轴向延伸的中心轴线为中心旋转的转子和从径向外侧包围所述转子的定子；汇流条，其与所述定子电连接；汇流条保持架，其配置在所述马达部的轴向一侧并保持所述汇流条；电路板，其在所述汇流条保持架的轴向一侧沿着与所述中心轴线垂直的平面配置，并与所述汇流条电连接；以及壳体，其收纳所述马达部、所述汇流条、所述汇流条保持架和所述电路板，所述壳体具有：内侧面，其从径向外侧包围所述定子；第1支承面，其位于所述内侧面的轴向另一侧并朝向轴向一侧；以及第2支承面，其位于所述内侧面的轴向一侧并朝向轴向一侧，所述定子在轴向上夹在所述汇流条保持架与所述第1支承面之间所述电路板在轴向上紧固于所述第2支承面；所述汇流条保持架在轴向上被夹在所述电路板与所述第2支承面之间。
7.在上述方式的电动致动器中，所述汇流条保持架具有：保持架主体，其由树脂材料构成；以及套环部件，其以沿着轴向的姿势埋入所述保持架主体，所述汇流条保持架在所述套环部件的轴向一侧的端面与所述电路板接触，在所述套环部件的轴向另一侧的端面与所述第2支承面接触，在所述套环部件中插入有将所述电路板紧固于所述第2支承面的螺钉。
8.在上述方式的电动致动器中，所述定子的外周面设置有沿轴向延伸且向轴向一侧开口的凹槽，所述汇流条保持架具有包围所述定子的外周面的筒状部，在所述筒状部的内周面设置有插入于所述凹槽的凸条部。
9.在上述方式的电动致动器中，该电动致动器具有检测所述转子的磁铁的磁场的磁传感器，所述汇流条保持架具有保持所述磁传感器的磁传感器保持部。
10.在上述方式的电动致动器中，该电动致动器具有在所述马达部的轴向另一侧与所
述转子连接并对所述转子的动力进行减速的减速机构，所述壳体收纳所述减速机构。
11.根据本实用新型的一个方式，在电动致动器中，能够简化组装工序。
附图说明
12.图1是示出本实施方式的电动致动器的剖视图。
13.图2是示出本实施方式的电动致动器的剖视图，是沿图1中的ii-ii线的剖视图。
14.图3是示出本实施方式的电动致动器的一部分的分解图。
15.标号说明
16.1：电动致动器；10：壳体；11：第1支承面；12：第2支承面；14：内侧面；20：马达部；22：转子；23：定子；24b：外周面；27：凹槽；30：减速机构；40：磁铁；63：磁传感器；70：电路板；140：汇流条保持架；141：筒状部；142：凸条部；143：套环部件；143f：端面；143g：端面；144：螺钉；145：磁传感器保持部；148：保持架主体；150：汇流条；j1：中心轴线。
具体实施方式
17.以下，参照附图对本实用新型的实施方式的电动致动器进行说明。另外，本实用新型的范围不限于以下的实施方式，可以在本实用新型的技术思想的范围内任意地变更。另外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使实际的结构与各结构中的比例尺、数量等不同。
18.在各图中，z轴方向是以正侧为上侧、以负侧为下侧的上下方向。各图中适当示出的中心轴线j1的轴向与z轴方向、即上下方向平行。在以下的说明中，只要没有特别说明，将与中心轴线j1的轴向平行的方向简称为"轴向"。另外，只要没有特别说明，则将以中心轴线j1为中心的径向简称为"径向"，将以中心轴线j1为中心的周向简称为"周向"。
19.在本实施方式中，上侧相当于轴向一侧，下侧相当于轴向另一侧。另外，上侧和下侧仅是用于说明各部的相对位置关系的名称，实际的配置关系等也可以是由这些名称表示的配置关系等以外的配置关系等。
20.图1至图3所示的本实施方式的电动致动器1例如是搭载于车辆的电动致动器。如图1及图3所示，电动致动器1具有壳体10、分隔部件15、盖部件80、具有以中心轴线j1为中心旋转的马达轴21的马达部20、第1轴承53、第2轴承51、第3轴承52、减速机构30、输出轴41、磁传感器63、电路板70、汇流条保持架140以及汇流条150。
21.如图1所示，壳体10收纳分隔部件15、马达部20、马达轴21、减速机构30、输出轴41、磁传感器63、电路板70、汇流条保持架140及汇流条150。壳体10具有向上侧开口的开口部。
22.壳体10是以中心轴线j1为中心沿轴向延伸的圆筒状。壳体10具有基板收纳部13a、壳体筒部13b、输出部收纳部13c和轴承保持部13d。基板收纳部13a是收纳电路板70及汇流条保持架140的部分。基板收纳部13a向上侧开口。基板收纳部13a构成在壳体10的上侧部分的径向内侧。基板收纳部13a的底面是支承并固定电路板70及汇流条保持架140的第2支承面12。第2支承面12朝向上侧。
23.壳体筒部13b包围马达部20的径向外侧。输出部收纳部13c是收纳后述的输出部46的部分。轴承保持部13d保持第2轴承51。轴承保持部13d以中心轴线j1为中心从壳体10的下端部向上侧延伸。
24.盖部件80覆盖壳体10的开口部，并固定在壳体10上。盖部件80是具有向下侧开口的凹部16a的容器状的部件。盖部件80和壳体10通过沿轴向贯通盖部件80的多个螺栓201(参照图3)紧固。在本实施方式中，盖部件80相当于从上侧覆盖壳体10的开口的盖部。盖部件80具有轴承保持部16b。轴承保持部16b保持第1轴承53。轴承保持部16b以中心轴线j1为中心向下侧延伸。
25.马达部20的中心轴线是中心轴线j1。如图1所示，马达部20具有转子22和定子23。转子22具有马达轴21、转子铁芯22a和磁铁40。
26.马达轴21具有第1轴部21a、第2轴部21b和贯通孔25。第1轴部21a沿轴向延伸并位于马达轴21的上侧。第2轴部21b沿轴向延伸并位于马达轴21的下侧。第2轴部21b的直径大于第1轴部21a的直径。更详细地说，第2轴部21b的外径比第1轴部21a的外径大。第2轴部21b是以相对于中心轴线j1偏心的偏心轴线j2为中心的偏心轴部。偏心轴线j2平行于中心轴线j1。贯通孔25以中心轴线j1为中心延伸。因此，第1轴部21a是以中心轴线j1为中心延伸的圆筒状。第2轴部21b在下侧具有轴向的凹陷部26。凹陷部26以偏心轴线j2为中心延伸。因此，第2轴部21b是以偏心轴线j2为中心延伸的圆筒状。凹陷部26的上侧与贯通孔25的下侧相连。马达轴21的第2轴部21b由第3轴承52支承为能够绕偏心轴线j2旋转。
27.马达轴21的旋转经由减速机构30传递到输出轴41。输出轴41具有轴部41a和连结部42。轴部41a位于上侧，连结部42位于下侧。轴部41a是以中心轴线j1为中心延伸的圆柱状。轴部41a的上侧穿过马达轴21的贯通孔25。轴部41a的上侧端部向马达轴21的上侧突出。向马达轴21的上侧突出的轴部41a的上侧端部由第1轴承53支承为能够绕中心轴线j1旋转。马达轴21的上侧端部经由第1轴承53支承于盖部件80。
28.连结部42的下侧端部向马达轴21的下侧突出。向马达轴21的下侧突出的连结部42的下侧端部由第2轴承51支承为能够绕中心轴线j1旋转。马达轴21的下侧端部经由第2轴承51支承于壳体10。输出轴41的轴向的端部由第1轴承53及第2轴承51支承为能够绕中心轴线j1旋转。因此，输出轴41的轴部41a穿过贯通孔25的马达轴21被轴部41a支承为能够绕中心轴线j1旋转。
29.第1轴承53、第2轴承51及第3轴承52分别是具有内圈和位于内圈的径向外侧的外圈的滚动轴承。在本实施方式中，第1轴承53、第2轴承51及第3轴承52例如是内圈和外圈经由多个滚珠连结的球轴承。
30.连结部42的上侧插入马达轴21的凹陷部26。通过将连结部42的上侧插入马达轴21的凹陷部26，能够缩短输出轴41的轴向长度。因此，能够缩短电动致动器1的轴向长度而实现小型化。
31.连结部42具有以中心轴线j1为中心延伸的圆筒状的筒部44。在筒部44的内径设置有连结凹部45。连结凹部45从输出轴41的下侧的端部向上侧凹陷。沿轴向观察时，连结凹部45为以中心轴线j1为中心的大致圆形。在连结凹部45的内周面上沿周向设置有多个花键槽。输出电动致动器1的驱动力的其他部件插入于连结凹部45从而连结。其他部件例如是车辆中的手动轴。电动致动器1基于驾驶员的换档操作来驱动手动轴，从而切换车辆的齿轮。
32.通过连结部42具有向上侧凹陷的连结凹部45，与连结部42为向下侧突出的轴状的情况相比，能够缩短输出轴41的轴向长度。因此，能够缩短电动致动器1的轴向长度而实现小型化。第1轴承53由设置在壳体10上的轴承保持部16b保持，第2轴承51由设置在壳体10上
的轴承保持部13d保持，由此能够提高输出轴41相对于中心轴线j1的同轴度。第1轴承53由设置在壳体10上的轴承保持部16b保持，第2轴承51由设置在壳体10上的轴承保持部13d保持，由此，不需要另外设置保持第1轴承53及第2轴承51的部件，有助于降低成本及电动致动器1的小型化。
33.转子铁芯22a固定在马达轴21的外周面上。更详细地说，转子铁芯22a固定于第1轴部21a的外周面。磁铁40固定在转子铁芯22a的径向外侧。磁铁40在周向上隔开间隔配置有多个。
34.定子23位于转子22的径向外侧。定子23具有定子铁芯23a、多个线圈23b和绝缘件29。定子铁芯23a是包围转子22的径向外侧的圆环状。定子铁芯23a的铁芯外周面24a固定于壳体筒部13b的内侧面14。换言之，壳体10的内侧面14从径向外侧包围定子23。
35.多个线圈23b隔着绝缘件29安装在定子铁芯23a的齿23t(参照图2)上。
36.如图2所示，定子23在比铁芯外周面24a靠径向内侧的位置具有外周面24b。外周面24b是绝缘件29的朝向径向外侧的面。外周面24b按每个磁极配置。从轴向观察，外周面24b与周向的磁极中心垂直。在定子23的外周面24b上设置有向径向内侧凹陷的凹槽27。凹槽27沿轴向连续延伸。凹槽27分别配置在定子铁芯23a的铁芯外周面24a的上侧和下侧。凹槽27沿轴向延伸并向轴向一侧开口。多个凹槽27在周向上隔开间隔配置。
37.如图1所示，定子铁芯23a的周缘部从下侧支承于分隔部件15的周壁部15b。定子铁芯23a的周缘部从轴向一侧与分隔部件15的周壁部15b接触。
38.分隔部件15配置在马达部20的轴向另一侧。分隔部件15配置在定子23与减速机构30的轴向之间。分隔部件15为圆环板状。周壁部15b从分隔部件15的外周部向轴向一侧延伸。分隔部件15的外周部从轴向一侧与壳体10的第1支承面11接触。第1支承面11位于内侧面14的轴向另一侧。第1支承面11朝向轴向一侧。
39.汇流条保持架140配置在转子22的上侧。汇流条保持架140配置在马达部20的轴向一侧。汇流条保持架140为圆环板状。汇流条保持架140具有保持架主体148和套环部件143。保持架主体148由具有绝缘性的树脂材料构成。汇流保持架140的保持架主体148具有比后述的筒状部141向径向外侧扩展的凸缘部140f。汇流条保持架140的凸缘部140f从轴向一侧与壳体10的第2支承面12接触。第2支承面12位于内侧面14的轴向一侧。第2支承面12朝向轴向一侧。
40.套环部件143为沿轴向延伸的圆筒状。套环部件143以沿着轴向的姿势埋入保持架主体148的凸缘部140f。套环部件143向汇流条保持架140的上侧突出。套环部件143的轴向一侧的端面143f与电路板70的下侧接触。套环部件143的轴向另一侧的端面143g与第2支承面12接触。由此，汇流条保持架140在轴向上被夹在电路板70与第2支承面12之间。
41.将电路板70紧固到第2支承面12的螺钉144插入到套环部件143中。汇流条保持架140和电路板70通过从上侧贯通电路板70和套环部件143的螺钉144而螺钉紧固在壳体10的第2支承面12上。螺钉144例如设置有四个。汇流条保持架140和电路板70在沿轴向观察时与套环部件143重叠的位置从上侧通过螺钉144进行螺钉紧固。电路板70通过螺钉144沿轴向紧固于第2支承面12。螺钉紧固后的电路板70隔开间隙配置在汇流条保持架140的上侧。电路板70与汇流条保持架140之间的间隙的尺寸是套环部件143向汇流条保持架140的上侧突出的尺寸。
42.汇流条保持架140具有向下侧延伸的筒状部141。筒状部141位于比定子23的外周面24b靠径向外侧的位置。筒状部141包围定子23的外周面24b。筒状部141位于比定子23的铁芯外周面24a靠径向内侧的位置。筒状部141的下侧的端部在汇流条保持架140被螺钉紧固在第2支承面12上时与定子23的上侧接触。
43.在汇流条保持架140被螺钉紧固于壳体10的第2支承面12时，筒状部141的下侧的端部与定子23的上侧接触，由此定子23在轴向上被夹在汇流条保持架140与第1支承面11之间。从下侧支承于分隔部件15的定子23在轴向上被定位并固定于壳体10。
44.如图2所示，汇流条保持架140的筒状部141具有凸条部142。凸条部142在筒状部141的内周面朝径向内侧突出。凸条部142沿轴向延伸。凸条部142的周向的位置与定子23的凹槽27的周向的位置相同。凸条部142在径向上与凹槽27对置。向筒状部141的径向内侧突出的凸条部142在铁芯外周面24a的上侧插入凹槽27中。凸条部142插入凹槽27中的汇流条保持架140与定子23在周向上被定位。相对于向上侧开口的凹槽27，一边从上侧插入凸条部142一边将汇流条保持架140收纳于基板收纳部13a时，能够将汇流条保持架140相对于定子23及壳体10在周向上定位。因此，在汇流条保持架140被螺钉紧固于壳体10的第2支承面12时，能够将汇流条保持架140、定子23及壳体10在周向及轴向上相互定位。
45.保持架主体148保持磁传感器63、导电线64和多个汇流条150。在本实施方式中，保持架主体148、磁传感器63、导电线64、套环部件143和多个汇流条150是树脂成型而一体化的成型体。更详细地说，汇流条保持架140通过将磁传感器63、导电线64、套环部件143和汇流条150作为嵌件部件的嵌件成型而制成。
46.磁传感器63能够检测磁铁40的磁场。磁传感器63例如是霍尔元件。磁传感器63由汇流条保持架140的磁传感器保持部145保持。磁传感器保持部145设置在汇流条保持架140的下表面。磁传感器保持部145从汇流条保持架140的下表面向轴向一侧凹陷。磁传感器63通过插入于磁传感器保持部145而被固定在汇流条保持架140上。
47.磁传感器63隔着间隙与磁铁的上侧对置地配置。如图2所示，磁传感器63在周向上隔开间隔配置有三个。磁传感器63彼此之间的周向间隔与磁极的周向间隔相同。磁传感器63通过检测磁铁40的磁场来检测磁铁40的旋转位置，从而检测马达轴21的旋转。
48.如图1所示，导电线64的一端与磁传感器63电连接。导电线64可以是从磁传感器63延伸的端子，也可以是一端侧与磁传感器63连接的汇流条。导电线64从汇流条保持架140的内部贯通汇流条保持架140，另一端侧通过锡焊、焊接、压入等连接方法与电路板70电连接。
49.汇流条150的一端与定子23电连接。汇流条150的另一端与电路板70电连接。
50.电路板70配置在汇流条保持架140的轴向一侧。电路板70是在与轴向垂直的平面上扩展的板状。电路板70收纳在壳体10中。更详细地说，电路板70被收纳在基板收纳部13a内。电路板70是与马达部20电连接的基板。电路板70例如控制向马达部20供给的电流。即，在电路板70上例如搭载有逆变器电路。电路板70经由汇流条150与马达部20电连接。
51.减速机构30在马达部20的轴向另一侧与转子22连接。减速机构30对转子22的动力进行减速。减速机构30配置在马达轴21的第2轴部21b的径向外侧和输出轴41的连结部42的径向外侧。减速机构30配置在马达部20的下侧。减速机构30具有外齿齿轮31、内齿齿轮32、输出部46和多个突出部43。
52.外齿齿轮31是以第2轴部21b的偏心轴线j2为中心沿偏心轴线j2的径向扩展的圆
环板状。在外齿齿轮31的径向外侧面设置有齿轮部。外齿齿轮31的齿轮部具有沿着外齿齿轮31的外周排列的多个齿部。
53.外齿齿轮31与马达轴21连结。更详细而言，外齿齿轮31经由第3轴承52与马达轴21的第2轴部21b连结。由此，马达轴21与减速机构30连结。外齿齿轮31从径向外侧与第3轴承52的外圈嵌合。第2轴部21b从径向外侧与第3轴承52的内圈嵌合。由此，第3轴承52将马达轴21和外齿齿轮31以能够绕偏心轴线j2相对旋转的方式连结。
54.在本实施方式中，外齿齿轮31具有多个孔部31a。在本实施方式中，孔部31a沿轴向贯穿外齿齿轮31。多个孔部31a沿周向配置。更详细而言，多个孔部31a沿着以偏心轴线j2为中心的周向遍及一周等间隔地配置。孔部31a在沿轴向观察时为圆形形状。孔部31a的内径大于突出部43的外径。另外，孔部31a也可以是具有底部的孔。
55.内齿齿轮32位于外齿齿轮31的径向外侧，是包围外齿齿轮31的环状。在本实施方式中，内齿齿轮32是以中心轴线j1为中心的圆环状。内齿齿轮32的径向外缘部在设置于壳体筒部13b的内周面的向径向内侧凹陷的台阶部13e上配置并固定。由此，减速机构30被保持于壳体10。内齿齿轮32与外齿齿轮31啮合。在内齿齿轮32的径向内侧面设置有齿轮部。内齿齿轮32的齿轮部具有沿着内齿齿轮32的内周排列的多个齿部。在本实施方式中，内齿齿轮32的齿轮部仅在周向的一部分上与外齿齿轮31的齿轮部啮合。
56.输出部46是以中心轴线j1为中心沿径向扩展的圆环板状。输出部46位于外齿齿轮31的下侧。输出部46固定在输出轴41的外周面上。更详细地说，输出部46固定于输出轴41的连结部42的外周面。
57.多个突出部43例如通过焊接而固定在输出部46上。多个突出部43从输出部46向上侧突出。即，多个突出部43从输出部46朝向外齿齿轮31突出。突出部43为圆柱状。多个突出部43沿周向配置。更详细而言，多个突出部43沿着以中心轴线j1为中心的周向遍及一周等间隔地配置。突出部43的数量例如为八个。
58.多个突出部43分别插入多个孔部31a中。突出部43的外周面与孔部31a的内周面内接。由此，多个突出部43经由孔部31a的内侧面将外齿齿轮31支承为能够绕中心轴线j1摆动。
59.在本实施方式中，孔部31a及突出部43沿径向观察时与第3轴承52及第2轴部21b重叠。换言之，孔部31a、突出部43、第3轴承52和第2轴部21b分别具有在轴向上位于相互相同位置的部分。
60.当马达轴21绕中心轴线j1旋转时，作为偏心轴部的第2轴部21b以中心轴线j1为中心沿周向公转。第2轴部21b的公转经由第3轴承52传递到外齿齿轮31，外齿齿轮31一边改变孔部31a的内周面与突出部43的外周面的内接位置一边摆动。由此，外齿齿轮31的齿轮部与内齿齿轮32的齿轮部啮合的位置在周向上变化。因此，马达轴21的旋转力经由外齿齿轮31传递到内齿齿轮32。
61.在此，在本实施方式中，内齿齿轮32由于被固定而不旋转。因此，通过传递给内齿齿轮32的旋转力的反作用力，外齿齿轮31绕偏心轴线j2旋转。此时，外齿齿轮31的旋转方向与马达轴21的旋转方向相反。外齿齿轮31绕偏心轴线j2的旋转经由孔部31a和突出部43传递到输出部46。由此，输出轴41绕中心轴线j1旋转。这样，马达轴21的旋转经由减速机构30传递到输出轴41。
62.输出轴41的旋转通过减速机构30相对于马达轴21的旋转被减速。具体而言，在本实施方式的减速机构30的结构中，输出轴41的旋转相对于马达轴21的旋转的减速比r用r＝-(n2-n1)/n2表示。表示减速比r的式子的开头的负符号表示被减速的输出轴41的旋转方向相对于马达轴21的旋转方向为相反方向。n1是外齿齿轮31的齿数，n2是内齿齿轮32的齿数。作为一个例子，在外齿齿轮31的齿数n1为59、内齿齿轮32的齿数n2为60的情况下，减速比r为-1/60。
63.这样，根据本实施方式的电动致动器1，通过电路板70相对于壳体10的紧固，不仅是电路板70，还能够将汇流条保持架140及定子23固定于壳体10，能够简化组装工序。另外，由于能够采用相对于壳体10从轴向一侧依次组装其他部件的结构，因此不需要使壳体10翻转，能够简化组装工序。
64.根据本实施方式，通过埋入保持架主体148中的套环部件143，能够在电路板70与保持架主体148之间设置间隙。由此，容易在电路板70的轴向另一侧的面上安装部件。另外，能够抑制由紧固压力引起的保持架主体148的缓慢移动。
65.根据本实施方式，通过将凸条部142插入凹槽27，定子23在周向上被定位。另外，通过将凸条部142紧固于凹槽27，能够利用汇流条保持架140保持定子23。由此，能够构成汇流条保持架140、汇流条150以及定子23的子组件，能够提高汇流条150与定子23的连接工序中的操作性。
66.根据本实施方式，汇流条保持架140具有磁传感器保持部145，因此能够容易且高精度地进行磁传感器63的组装。
67.根据本实施方式，能够采用将具有减速机构30的电动致动器1的所有部件从轴向一侧依次组装到壳体10的结构，因此不需要使壳体10翻转，能够简化组装工序。
68.以上，说明了本实用新型的一个实施方式，但实施方式中的各结构以及它们的组合等只是一例，在不脱离本实用新型的主旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。另外，本实用新型并不限定于实施方式。
69.例如，在上述实施方式中，利用螺钉144紧固电路板，但除了利用螺钉144紧固以外，还可以例示压接、热压接等方法。
70.另外，应用本实用新型的电动致动器只要是能够通过被供给电力来移动作为对象的物体的装置即可，也可以是不具有减速机构的马达。另外，电动致动器也可以是具有由马达部驱动的泵部的电动泵。电动致动器的用途没有特别限定。电动致动器也可以搭载在基于驾驶员的换档操作而被驱动的线控换档方式的致动器装置中。另外，电动致动器也可以搭载于车辆以外的设备。另外，在本说明书中说明的各结构能够在相互不矛盾的范围内适当组合。