[发明专利]用于在致动器中传递扭矩的方法及装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年1月12日提交的美国临时专利No.62/277,758的优先权，其公开内容通过参引全部并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及旋转致动器组件，并且特别地涉及机动车辆的旋转致动器组件。

背景技术

在汽车工业中一直努力减小各个车辆部件的尺寸和重量，以便提高整体车辆效率。

旋转致动器通常用于机动车辆部件比如节气门本体或空气调节(HVAC)系统中以实现例如输出轴的旋转运动。

常规的旋转致动器通常使用有刷直流(DC)马达来控制。为了充分地控制输出轴的旋转，致动器组件通常需要位于直流马达与输出轴之间的一系列齿轮减速装置。例如，典型的旋转致动器包括位于马达与中间齿轮之间的第一齿轮减速装置、以及位于中间齿轮与输出轴的驱动齿轮之间的第二齿轮减速装置。

现有技术尽管有效但仍包括若干复杂性。例如，有刷直流马达相对较大且特别长。因而，为了结合中间齿轮同时使壳体的总体尺寸最小化，直流马达必须从输出轴沿径向偏移，其中，直流马达的本体邻近且平行于输出轴。通过使直流马达偏移以结合中间齿轮，车辆部件的壳体可以特别设计成包括用于直流马达的空间。例如，当旋转致动器用于电子节气门本体中时，电子节气门体的壳体必须特别地设计成还包含直流马达。另外，偏移构型需要将直流马达安装到与输出轴分开的壳体中，由此增加电子节气门本体的复杂性和组装时间。类似地，当具有直流马达的旋转致动器组件用于其他车辆部件中时，必须为车辆部件考虑特别的设计因素，以便于使总体尺寸和重量最小化。

因此，本领域需要改进的旋转致动器组件，其中，旋转致动器的尺寸和复杂性被最小化。

发明内容

根据本公开，令人惊讶地发现了改进的旋转致动器组件，其中，旋转致动器的尺寸和复杂性被最小化。

在一个实施方式中，旋转致动器组件包括共用轴、驱动件和齿轮组件。共用轴具有本体部和颈部且限定致动器组件的第一轴线。驱动件包括小齿轮，穿过该小齿轮形成有孔，其中，共用轴的颈部以可滑动的方式接纳在孔中。齿轮组件包括中间齿轮和驱动齿轮。驱动齿轮旋转地固定至共用轴的本体部。中间齿轮绕与第一轴线平行的第二轴线旋转且构造成将旋转运动从小齿轮传递到驱动齿轮，其中，中间齿轮的主齿轮接合小齿轮并且中间齿轮的次级齿轮(minor gear)接合驱动齿轮。

在另一实施方式中，旋转致动器组件包括具有本体部和颈部的共用轴。小齿轮能够绕共用轴的颈部旋转。旋转致动器组件还包括驱动齿轮，该驱动齿轮与小齿轮轴向地间隔开且以可旋转的方式固定至共用轴的本体部。中间齿轮能够绕与第一轴线平行的第二轴线旋转。中间齿轮是阶式齿轮(stepped gear)且构造成接合小齿轮和驱动齿轮中的每一者。小齿轮联接至无刷直流马达，其中，马达的旋转输出经由小齿轮和中间齿轮中的每一者传递到驱动齿轮。

在又一实施方式中，旋转致动器组件包括小齿轮以及驱动齿轮，该驱动齿轮与小齿轮同轴地对准且与小齿轮轴向地间隔开。驱动齿轮与小齿轮平行。主齿轮轴向地设置在小齿轮与驱动齿轮之间，并且主齿轮的外周接合小齿轮，其中，小齿轮的旋转影响主齿轮的旋转。次级齿轮与主齿轮同轴地对准且以可旋转的方式联接至主齿轮。次级齿轮的外周接合驱动齿轮，其中，次级齿轮的旋转影响驱动齿轮的旋转。

附图说明

图1是根据本公开的旋转致动器组件的俯视立体图；

图2是沿着图1的截线2-2截取的图1的旋转致动器组件的截面图；以及

图3是图1的旋转致动器组件的分解的俯视立体图，其中，所述旋转致动器组件结合到电子节气门本体中；以及

图4是图1至图3的旋转致动器组件的替代性实施方式的分解的俯视立体图，其中，驱动齿轮是扇形齿轮。

具体实施方式

以下详细说明及附图描述并示出了本发明的各种实施方式。说明及附图用于使本领域中的普通技术人员能够实现和使用本发明，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围。关于所公开的任何方法、所呈现的步骤实质上是示例性的，因而步骤的顺序不是必需的或关键的。

图1至图3示出了根据本公开的第一实施方式的旋转致动器组件10。旋转致动器组件10包括共用轴12、驱动组件14、齿轮组件16和印刷电路板(PCB)18，上述部件全都至少部分地封闭在壳体20内。