CN103635357B - 动力车辆外后视镜调整装置及其自动切换离合器 - Google Patents

动力车辆外后视镜调整装置及其自动切换离合器 Download PDF

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Abstract

本发明描述了一种动力车辆用可调式外后视镜的离合器装置(90)，用于在驱动输入与驱动输出之间，特别是在电力驱动单元(58)与驱动元件(56)之间，传送转动力量。其中：离合器装置(90)可从电力驱动单元(58)向驱动元件(56)在两个方向上传送负载力矩(MR)，且在负载力矩大于预定临界力矩(MK)时，可自动允许电力驱动单元(58)与驱动元件(56)之间产生相对转动。此外，离合器装置(90)设计成：在发生力矩方向反转时，在预定自由运转角度(φ)范围内，不传送负载力矩。

Description

动力车辆外后视镜调整装置及其自动切换离合器
技术领域
本发明涉及一种自动切换的离合器，特别是供动力车辆使用的外后视镜装置。
背景技术
在许多场合，车辆的外后视镜不但需要调整其角度或朝向，还须调整其与车辆本体的距离，这种高度的调整在例如车辆拖曳超长的拖车时，即有必要，以提供驾驶员对后方有正确的视野。但在车辆并无拖曳超长的拖车时，该车辆外后视镜即会向外不当的突出，因此必须通过长度调整的方式而拉近至车辆本体。这种调整不但可以降低风阻，而且可以降低外后视镜在狭窄通道停车时或驾驶时受损的危险。
德国专利公开案DE 39 38 961 A1记载了一种外后视镜的套筒式调整机构。在所述的公开案中，后视镜是装接于可连续调整的套筒上，套筒以两个具有扁平型材的支架框联结在车辆车体上。这种外后视镜在调整高度时，是通过位置调整马达来向对应的方向驱动一有螺线的心轴，该心轴则配合连接到该套管组件的套筒。
由于后视镜是暴露于装置之外，有时会因为尘土等的堆积、因冻结或生锈等原因，而导致该套筒组件卡阻，无法调整其高度。在这种情况下，当驾驶员操作该电动马达以移动该外后视镜时，由于调整机构已经卡死，可能导致马达受损。
此外，当套筒已经延伸到各自的调整终点时，如果驾驶员没有及时停止电动马达，也可能因卡阻而使马达受损。
不但如此，在该套筒延伸或回收的过程中，如果该具有螺纹的心轴驱动该套筒以通过一挡片时，该具有螺纹的心轴与该套筒很容易卡阻。即使之后将该套筒朝向相反方向移动，该电力驱动单元的驱动力矩本身也不足以解除该卡阻的元件。
在现有技术中已经有各种离合器装置。在上述多功能车辆所使用的外后视镜调整机构方面，要求提供一种简单、成本低廉、容易维护且坚固的解决方案。在实际应用上发现，并没有任何现有技术的离合器装置可以满足上述需求。由于需有过负载保护，非切换型的离合器必须排除。外部控制型的离合器则成本昂贵且不实用。在此背景下，需考虑有自动切换功能的离合器，才能解决现有技术的技术难题。
发明内容
在上述背景下，本发明的目的即是在提供一种离合器装置，该离合器装置可以保护其电动调整马达，不因过负载而受损，并能可靠地调整车辆用外后视镜的高度或其夹持构件的长度。该夹持构件用于供该车辆用外后视镜安装，并安装在该车辆上。
上述目的可由具有本发明的技术特征的离合器装置，以及本发明的外后视镜装置实现。
根据本发明的离合器装置，可用来在驱动端与被驱动端之间或在电力驱动单元与驱动元件之间传送转动力，以将调整该驱动元件所需的负载力矩从该电力驱动单元传送到该驱动元件，其方向包括往复两种转动方向，并能在负载力矩大于预定临界力矩值(即，过负载力矩)时自动允许在该电力驱动单元与该驱动元件间产生相对转动。此外，该离合器装置设计成：在力矩方向反转时，在预定自由运转角度内，不会传送调整该驱动元件所需的负载力矩。
根据本发明的离合器装置可以用于车辆用外后视镜或夹持构件。 该夹持构件可供安装该车辆用外后视镜，而且可以利用马达来调整。在此应用下，该离合器装置用于将转动能量从电力驱动单元传送到驱动元件，该驱动元件直接或间接连接到该外后视镜。在此应用中，该离合器装置将调整该夹持构件所需的负载力矩，从该电力驱动单元传送至该驱动元件，其方向包括往复两种转动方向，并能在负载力矩大于预定临界力矩值时自动允许在该电力驱动单元与该驱动元件之间产生相对转动。在力矩方向反转时，即在该夹持构件的移动方向切换时，该离合器被安装在预定限度范围或自由运转角度内，不会传送调整该夹持构件所需的负载力矩。而是在该负载力矩开始传动之前，该离合器装置自动允许在该电力驱动单元与该驱动元件间产生相对转动，其范围限于该自由运转角度以内。
根据本发明的离合器装置，构造成：在力矩方向反转时，在预定自由运转角度内并不传送调整用力矩。在此设计下，一方面可以实现过负载保护，另一方面可以在转动方向切换时允许该电力驱动单元产生无负载的启动期间，直到达到预定额定速度时为止。上述两种优点可便利操作，并延长电力驱动单元的寿命。
因此，根据本发明的离合器装置是一种可自动切换的离合器，特别是可切换力矩的离合器。本发明的离合器与已知可切换力矩的离合器，例如滑移离合器(slip clutch)、锁止离合器(lock-member clutch)或剪销式离合器(shear pin clutch)的不同之处包括：本发明的离合器可以利用往复两转动方向传送负载力矩，在超过过负载力矩时，允许在驱动输入与驱动输出之间在两个方向上产生相对运动，即在该电力驱动单元与该驱动元件之间在两个方向上产生相对运动，从而可以在突然下降至低于该过负载力矩时，可在两个方向上传输该负载力矩并重新耦接，并可在力矩方向反转时，在预定自由运转角度范围内不传送负载力矩，不论当时力矩方向为何，也不需在之前发生超出过负载力矩现象，从而允许该驱动输入与该驱动输出在该自由运转角度范围内产生无负载或几乎无负载(冗余力矩)的相对转动。
本发明的离合器特别是设计成，在两转动方向都提供相同的特性，也就是说，上述的力矩以及该可传送的负载力矩，乃至于该不传送的负载力矩，在两个方向上都是相同。
因为具有在该驱动输入与该驱动输出之间，在该自由运转角度范围内的无负载或几乎无负载相对转动，该位置调整马达只需要加载将该长度调整机构中所有必须移动的质量加速所需要的加速力矩。在此情况下，该位置调整马达可快速地达到其额定力矩以及其额定转速。
由于存在有在该无负载启动期间，该加速的质量产生的动能有一部分会在通过该自由运转角度后因电力驱动单元与该驱动元件的耦接而以冲击的形式传送到该驱动元件，这时，该电力驱动单元与该驱动元件互相之间在其耦接与同步状态下的相对转动尚未开始，而其负载力矩是经由该离合器传送。这种现象在通常的传送技术中为技术难题，而通常是以弹簧垫以及扭转柔性离合器加以克服。但在本发明的离合器装置，则是有意的加以利用，用来解除该夹持构件与外壳因为例如尘土、冰动等原因所发生的短暂卡阻。
根据本发明的另一个或其它方面，该自由运转角度是小于90°。如果该自由运转角度过大，将会导致在该驱动输入与该驱动输出之间存在过大的间隙，使得该外后视镜高度的调整，特别是精密的调整，成为不可能。该自由运转角度优选地介于15°到小于25°之间。该优选的角度一方面为实现该电力驱动单元启动期间所需的适当转动角度范围，另一方面还可在该驱动输入与该驱动输出之间保留可接受范围的间隙，使该离合器在转动方向切换时，可以相对较快地实现耦接，并使该离合器在调整该外后视镜高度时，能产生令人满意的反应行为。
根据本发明更多或其它方面，为了将该夹持构件或该外后视镜保持/固定于一定位置，可以设置夹钳装置。该夹钳装置用于防止该夹持 构件与该外后视镜的引导部或外壳之间产生相对运动。此外，该电力驱动单元即使在该夹持构件已经由该夹钳装置稳固夹钳到引导部，或以类似装置难以移动地固定后，仍可调整该夹持构件。其中，调整该夹持构件所需的且能由该离合器装置所传送的负载力矩大于所述夹钳装置所产生的磨擦力矩，且小于该离合器装置的临界力矩。
该夹持构件的夹钳装置可以解除该电力驱动单元与该夹持构件之间的动力连接。该离合器提供的允许自由度(自由运转角度)成为夹持构件与外壳之间的允许自由间隙；该外壳还提供引导该夹持构件的作用。在此设计下，在该电力驱动单元的不作用期间，或在该电力驱动单元的力矩方向切换期间，该夹持构件(并及于该外后视镜)是固定于一定位置。
根据本发明，该离合器装置可包括：离合器罩或离合圈，其由该电力驱动单元驱动；以及载子，其可转动地固定连接至该电力驱动单元。在此，该载子可包括转动元件或滑动元件，其等距设置在其周边，该转动元件或滑动元件径向向外地被弹簧推出，并推压该离合器罩的内壁。另外，该离合器罩的内壁可包括等距设置的、形状优选地为波形的突起部或凸出，该突起部或凸出设置在其内周壁，用于在负载力矩大于该预定临界力矩值时，以径向向内推动该转动元件或滑动元件。
如前所述，在该无负载启动期间，离合器罩的动能以及该电力驱动单元的惯性力矩有部分是以冲击的形式传送到该转动元件，并从而传送到该载子。此时在该转动元件与该突起之间，即该离合器罩与该载子之间的形锁合配合(form-locking fit)尚未形成，所要传送的力矩也尚未传送。
如果该驱动元件与被驱动元件之间发生卡阻或互相卡死现象，而通常的负载力矩并不足以解除该现象，由该电力驱动单元所传送的力矩将会超出该预定临界力矩，且该离合器将会停止转动，直到该转动 元件移动到下一组突起时，才又开始转动。如此反复进行。在该夹持构件因为尘土堆积发生卡阻时，该离合器即会一再停止转动及重新转动。利用这种重复停止-转动的作用，可以产生间歇的、重复的力矩脉冲，且该脉冲传送至该转动元件，并波及到与该转动元件连接的夹持构件，如此即可逐渐排除该尘土颗粒。
该自由运转角度可以定义成两个相邻突起部之间的距离，特别是两个相邻突起部之间互相面对的侧翼之间的距离。
在该载子可以形成有朝向径向的凹部，该凹部开口向外并等距分布在该载子周边。在该凹部中设置压缩弹簧，以径向向外推压该转动元件或滑动元件。在此情况下，该转动元件或滑动元件的大部分收容在该凹部中，并受该凹部限制。以此方式，可将力矩由该离合器罩通过该转动元件传送到该载子。
该压缩弹簧的弹性常数可以选择于位于该驱动用离合器罩内周上的突起部对应的数值，特别是与该突起部高度对应的数值，使该转动元件或滑动元件可只在施加到该离合器装置的负载力矩大于该预定临界力矩值时，才会被该突起部径向向内地推动足够距离，从而通过该突起部。该突起部的高度对应于该弹簧的延伸长度，即该转动元件以及该压缩弹簧被该离合器罩的突起部径向向内推压所能移动或伸缩的距离。
为在该离合器罩的内周的两个突起部之间，以圆周方向转动该转动元件或推动该滑动元件，该转动元件的转矩或该滑动元件的磨擦力矩优选地小于该负载力矩。在此情况下，该两离合器元件之间可在该自由运转角度内做相对运动。
该突起部的数量可以多于该转动元件或滑动元件的数量。在此情况下，该制动角度(停止转动角度)，以及连带该离合器罩与该载子之间 或该电力驱动单元与该驱动元件之间的自由运行距离将可以缩短。
该电力驱动单元可以由车厢内部控制，以提高操作者的舒适度。由该电力驱动单元对该夹持构件的调整，可以通过各种方式进行。例如，该驱动单元可用来驱动心轴(驱动元件的一个实例)。该心轴接合梯形螺纹，该梯形螺纹形成在连接于该夹持构件的滑块中。如果该夹持构件形成管状，该心轴即可收容在该夹持构件的内部，以实现结构的特别小型化。另一种方式则是利用耦接到该滑块的缆线，或以齿条驱动，来调整该夹持构件。
根据本发明其它或不同方面，该车辆用外后视镜的夹持构件是以可移动的方式收纳在外壳内，该外壳则固定在装置于车辆的支架上。在此情况下，该外壳包括：外壳部分，其优选地以塑胶一体成型，该外壳部分可引导夹持构件的移动。根据本发明，在该外壳部分中，除可移动地收容在内的夹持构件之外，也收容马达驱动调整机构即该电力驱动单元、连接于该夹持构件的该转动元件，以及该离合器装置。
该第一外壳部分用于安装到该车辆上。该电力驱动单元的外部形状的一部分可以设计成与该第一外壳部分环绕该电力驱动单元的内周壁形状相配合。由此使该电力驱动单元可以收容并封闭在该第一外壳部分之内，以安装到车辆上，并由此使整体的调整机构与电力驱动单元都可以封闭在该第一外壳部分之内。优选地还设置变速箱盖，以实现收容或封闭该电力驱动单元或该电动马达的功能。以此方式实现简单的结构，并将两种功能整合到单一元件中。
该外壳另外还可包括第二外壳部分，用于将安装在车辆上的支架连接到该第一外壳部分。由此，该第一外壳部分的设计只需对应其主要功能，即只用来收容并引导该夹持构件及其调整机构，并且将该后视镜固定到安装在车辆上的支架时，可使用第二外壳部分实现。该第二外壳部分是为了提供该功能而设计的，且优选地也是以塑胶一体成 型。以上述方式，即可实现例如将结构完全相同的第一外壳部分安装到结构不同支架上，以安装到车辆上。此时只需要从不同设计的多种第二外壳部分中，选择形状相对应的一种来使用即可。
该第一或第二外壳部分，优选地为外壳部分两者均可配备供安装到车辆上的固定部，用于扣接到该支架。该供安装到车辆上的固定部可包括金属片，以在该外壳部分扣接到该支架上时，提供局部的强化功能，但同时却不会明显增加该外壳的总重量。为改善手动安装的操作性，该金属板可以形成金属插件，以模塑方式制作到该外壳部分中，位于该外壳的车辆侧的固定部上。可以通过该金属板或金属插件的大小变化来改变该外壳的特性，而且可以由此配合特定的用户需求。因此，根据本发明，由该外壳施加的力，可以利用固定装置传送到安装于车辆上的支架。
附图说明
图1示出已安装根据本发明一实施例离合器装置的外后视镜装置的横截面图。
图2示出图1中沿II-II线所见的横截面图。
图3示出图1中沿III-III线所见的横截面图。
图4示出该外后视镜装置所使用的滑块正面图。
图5为该滑块的侧视图。
图6为该滑块的横截面图。
图7示出该外后视镜装置的夹持构件一端部示意图。
图8示出该夹持构件的端部侧视图。
图9示出根据该实施例的离合器装置横截面图，该离合器装置连接在电力传动轮与心轴之间。
图10示出在该夹持构件进行调整时，施加在该离合器装置的力矩与时间关系图。
图11示出在该夹持构件进行调整时，施加在该离合器装置的力矩与时间另一关系图。
图12示出在该夹持构件排除卡阻时，施加在该离合器装置的力矩与时间关系图。
具体实施方式
图1示出外后视镜装置的横截面图。该外后视镜装置2具有支架4，其安装在车体上；外壳6；以及夹持构件8。该夹持构件8用来提供安装车辆用外后视镜(未图示)的功能。
该外壳6是由第一外壳部分10与第二外壳部分12所组成，其中该第一外壳部分10单独支撑并引导该夹持构件8，而该第二外壳部分12则主要只是用来将该外壳6连接到该支架4。
该第一外壳部分10在其远离该支架4的一侧包括滑动部分14，该夹持构件8以可移动的方式容纳在其中。该滑动部分14主要以位于该第一外壳部分10内的圆柱形中空部所形成。该中空部内配置以POM制成的滑条16(未图示)。
该滑动部分14包括径向开口18，在其中有一夹钳件20以可径向移动的方式收容在内。该夹钳件20的形状设置成与该夹持构件8的形状互补，即具有圆筒状凹部，并向平面延伸，支撑该夹持构件8的外壁，见图2。该夹钳件20在其远离该夹持构件8的一侧具有凹部22，以将一弹簧片24容纳在该凹部22中。
在该滑动部分14中另以可转动的方式，设置一可手动操作的夹钳杆26。该夹钳杆26的枢轴线K为横轴，在该夹持构件8的中心轴A的径向上与该中心轴A远离。该横轴位于该夹钳件20的径向上的外侧。该夹钳杆26包括凸轮28，该凸轮28在该夹钳杆26沿该枢轴线K做枢轴运动时，即会推压该弹簧片24，并使该弹簧片24向该夹持构件8的方向弹性变形。该夹钳件20由于该弹簧片24的弹力而在径向上向内推压，而与该夹持构件8的外侧壁的一部分形成压迫配合(force-fit) 或紧迫配合(frictional fit)，并进而推压该夹持构件8，以便与该滑动部分14在圆筒状凹部的对侧也形成紧迫配合，。
图2示出图1中沿II-II线所见的横截面图。该II-II线与该枢轴线K平行，但与该中心轴A垂直。
该滑动部分14还包括凹部30。当该夹钳杆26位于其夹钳状态(如图1所示)时，是完全容纳在该滑动部分14内或该第一外壳部分10内，而隐藏在该凹部30内。该凹部30的大小设置成允许使用者可用手或工具握住该夹钳杆26，以操作该夹钳杆26。
该第一外壳部分10还包括薄壁中空体32，紧接于该滑动部分14的支架端，并包围该夹持构件8的端部34。图3示出图1中沿III-III线所见的横截面图。如图3中所示，该中空体32包括两个向内突出并互相相对的导肋条36，该导肋条36以平行该中心轴A的方向延伸，并稍微接合在滑块40的相对应长形槽38中。该滑块40装接于该夹持构件8的端部34上。据此，该滑块40以可转动的方式装接于该夹持构件8上，而该导肋条36与该长形槽38的相互作用可确保该夹持构件8只能沿该中心轴A移动，但不能沿该中心轴转动。所有对于该车辆用外后视镜或该夹持构件8所施予的外力，都会由该导肋条36接收。在此，该导肋条36向轴心方向的延伸长度至少应对应于该夹持构件8在该外壳6之内的最大允许移动量。
该中空体32与该导肋条36的连接形成本发明意义下的引导部。据此，该夹持构件8一方面受到该滑动部分14的引导，同时也受到该导肋条36的限制。不但如此，该滑动部分14与该导肋条36也吸收所收到的弯矩。由于其杆臂长度是从该滑动部分14直到该滑块40接合在该导肋条36的位置，所以足以将转动力降至最小。
图4-6示出该滑块40的各种视图，其中图4示出其正面图、图5 为其侧视图、图6为沿图4 VI-VI线的横截面图。该滑块40基本上为立方体，包括位于其相反侧的长形槽38，以及位于第3侧的圆筒形凹部42。该圆筒形凹部42内设置2条凸肋46，均向圆筒形凹部42内部突出，两者相对，并向轴线方向延伸。当将该滑块40导入到该夹持构件8的端部34时，该凸肋46会接合于在该夹持构件8的端部34上所设置的长形槽48中，见图7、8。具有上述设计的滑块40可以提供高度的刚性，并可将由该夹持构件8传来的弯矩与转矩传送到该第一外壳部分10。此外，该滑块40为一体成形的元件，可依据需要制作，另可提供以低廉成本制作的优点。
该端部34的外径与该圆筒形凹部42的内径设置成可使两者形成压迫配合。此外，该滑块40还包括弹簧扣(未图示)，可弹性接合在复位弹簧内或对应的凹部52(见图8)中，形成形锁合连接(form-locking fit)。以上述方式使该滑块40可转动地固定在该夹持构件8内，并轴向固定在该夹持构件8内。
在该圆筒形凹部42底部设置中心螺孔54，使其具有梯形螺线。该螺孔54与一心轴56做可操作的连接。该心轴56以电力驱动单元58驱动。该电力驱动单元58包括电动马达60及传动轮62。在图1中只示出该电力驱动单元58与该心轴的机构，但实际上该电力驱动单元58有一部分是位于该支架侧，例如有一变速箱盖64，其形状配合该第一外壳部分10的内部形状设计，用于将该调整机构全部容纳在该第一外壳部分10之内，因而可以将该机构隐藏，甚至封闭在其内。
当将该心轴56向一个方向或另一个方向驱动时，该滑块40因与该心轴56接合，所以可沿该心轴56的轴线转动，该轴线与该夹持构件8的端部34的中心轴A形成重合，同时也表示该夹持构件8的移动轴线。因此，固定连接在该滑块40的夹持构件8即可向轴向移动。此时，该第一外壳部分10的导肋条36在该滑块40的长形槽38内滑动，而该夹持构件8的外侧壁则在该滑动部分14的滑条16上滑动。为降 低该夹持构件8与该外壳6之间的震动，此时将该夹钳杆26保持在关闭位置。因此该夹钳件20恒定地推压该夹持构件8，并保持其弹性负载。在此情况下，该电动马达60至少须克服该滑动部分14与该夹持构件8之间的摩擦力，才能驱动该夹持构件8。但该滑条16可以用来降低马达所需克服的摩擦力。当该车辆用外后视镜及/或该夹持构件8已经达到所需位置时，即可停止该电力驱动单元58，使该夹钳杆26与该夹钳件20共同以机械方式保持该位置。此时即可解除或关闭该电力驱动单元58。
如果没有安装该滑条16，替代的方式是在该夹持构件8动作之前解除该夹钳杆26，并在动作之后使其恢复夹钳状态。
在图1中另外示出，该第一外壳部分10是用来收容该装接于车辆上的支架4的一部分。为此，该支架4包括中空的圆筒部66，其延伸方向与该中心轴A垂直，而外壳6则枢轴固定在该圆筒部66上，并可沿枢轴S转动。该支架4的圆筒部66包括位于其一端的、一体成形的制动齿形状68。该圆筒部66在与制动件70互相连接后，可以利用螺钉74连接，从而固定到该第一外壳部分10的固定部72上。
该圆筒部66的另一端用于将支架4经由该第二外壳部分12连接到该外壳6。此外，该支架4的圆筒部66也包括凹部76，其形状设置成可收容圆筒状平面轴承套筒78。在该第二外壳部分12连接到该第一外壳部分10之后，该平面轴承套筒78位于固定部80内。
从图1与图3可以得知，在该第一外壳部分10与该第二外壳部分12的薄壁固定部72与80上，以模塑方式制造金属插件82。该金属插件82可以强化该固定部72与80，并将所施加的力经由外壳6传送到支架4。
另由图1也可以得知，该第一外壳部分10的固定部72包括槽84， 使得制动件70上一体成形的向外凸缘86可以接合在该槽84中，从而形成形锁合(form lock)连接。该支架4与该制动件70一起螺接到模塑成形在该第一外壳部分10上的金属插件82。如此一来，该制动件70以可转动的方式装接于该第一外壳部分10上。上述形锁合连接也可以是以槽–弹簧连接方式加以实现。
该支架4的圆筒部66以弹簧(未图示)向该制动件70推压，且该圆筒部66夹置于该第一外壳部分10与第二外壳部分12之间，使得该制动件70在受到对应的预定量枢轴转矩下，会抵抗该弹簧的预力而扭转，脱离该支架4的制动齿形状68，并因此使该外壳6与支架4之间可产生相对的枢轴运动。
图9示出连接于该传动轮62与该心轴56之间的离合器装置90的横截面图。该离合器装置90将力矩从该传动轮62的齿轮级63经由离合器罩91而传送至载子92，最后传送到心轴56，该心轴56可转动地固定于该载子。该齿轮级63与该离合器罩91的外部齿93啮合。而在该圆筒形或环形离合器罩91的内周上则设有突起95或凸轮，该突起95或凸轮等距分布在该内周上，且该突起95或凸轮因压缩弹簧96的作用而与载子92上径向向外推压的转轮97(转动元件97的一个实例)互相配合动作。
该载子92包括径向延伸、向外敞口的凹部98(图9示出4个凹部)。该凹部98等距分布在其外周，该凹部98内设置压缩弹簧96。这些压缩弹簧96对设置在其端部的转轮97加载，使转轮97以径向向外对该离合器罩91的内周推压。在此实例中，转轮97经常是位于该凹部98之内。但是当离合器罩91受到齿轮级63的驱动时，该转轮97就会沿圆周方向在该内周94上转动，直至该离合器罩91的突起95移动到抵住另一个突起95时为止。该突起95向内推压转轮97，以抵抗该压缩弹簧的弹力。该弹力被设置成：在该心轴56正常驱动时，不会压缩变形，但在使用者操作夹持构件时，载子92的转轮与离合器罩91的突 起会形成一种所述形锁合连接，从而将转矩由该离合器罩91传送到该载子92，进而传送到该心轴56。
在该离合器罩91变更方向时，该载子92不动，直到该转轮97移动到抵靠住其转动方向上的下一个突起并且进入上述形锁合连接状态时，才开始转动。
为确保不会发生过负载的现象，可使该突起95以预定临界力矩MK径向向内推压该转轮97，以推向压缩弹簧96一段距离，从而使转轮97能以所谓的棘轮离合器(ratchettingclutch)原理越过该突起95，因而提供该离合器罩91与该载子92之间能有较多的相对转动。由此可避免对该电力驱动单元58造成损伤。
图10示出一种力矩–时间关系。在启动夹持构件8后，转轮97位于离合器罩91的突起95上，所以可传送预定力矩。力矩值至少应达到夹持构件8与滑动部分14内的夹钳件20之间的摩擦力矩。
当夹持构件8已经达到其最大延伸位置时，例如已经达到一挡片时，该夹持构件8因心轴56及/或载子92无法转动而不再延伸。如果继续驱动离合器罩91，则离合器罩91将相对快速地达到预定临界力矩MK，即离合器装置90所能传送的最大允许力矩，该力矩是由突起95与压缩弹簧96的相互作用所决定的。在达到该预定临界力矩MK之后，转轮97径向向内偏移，使得其可通过突起95。结果，转轮97将会在内周部分94的突起95之间滚动。换言之，此时转轮97自由转动。转轮97与离合器罩91之间的转动磨擦力矩MW低于负载力矩MR，即小于正常传动时的力矩。经过预定的自由运转角度φ之后，该转轮97再次到达相对应的突起95，之后如果又超过预定临界力矩MK，将再次通过突起。
当离合器罩91的转动方向改变时，转轮97会以相反方向转动， 直到抵达下一突起时为止。由于此种设计，才能在方向改变时可以在无负载下走完该自由运转角度φ，直到另一个侧突起95的侧翼与转轮97接触时为止。在此设计下，离合器罩91的动力以及马达的惯性质量有一部分是以冲击S的形态传送到该转轮97，并由转轮97传到载子92。其时间为转轮97与突起95互相形成所述形锁合连接，也就是离合器罩91与载子92形成所述形锁合连接，且需要传送的负载力矩MR尚未传送之前。
根据本发明，上述在一般传导技术上所不希望发生的现象，是有意的应用在本发明的外后视镜装置。具体地说，如果夹持构件的延伸动作(图10的第1阶段)继续发生，直到离合操作开始(图10中的第2阶段)时，将使滑块40对心轴施加过量力矩。此外，该夹持构件8也可能因为进入外壳6内的尘土污染而卡阻。这种负载或卡阻却可以利用方向改变时产生的冲击或脉冲输入而加以解决。如果这种卡阻无法在第一次的冲击下排除，且力矩又超过该预定临界力矩MK，则离合器装置90又会解除制动而再转动。以这种方式产生的间歇性脉冲会输入到载子92，并传送到心轴56，即可慢慢的将尘土颗粒排除。以此方式可以有效的排除阻塞在夹持构件8与外壳6之间的尘土(见图12)。
上述的自由运行提供另一个优点，就是使该电动马达60可以在几乎无负载之下启动并加速到小于额定转速。在其进给速率中断之后，即会将轴心设定于停止位置，并将载子92也设定于停止位置，如此使该转轮97达到停止位置、不再向进给时的转动方向转动，而且停在紧靠该离合器罩91类似波形的突起部分的侧翼处。在此设计下即可在方向切换后，在无负载下走完该自由运转角度φ，直到该转轮97达到该侧翼的相对侧翼时为止。
在此设计下，该离合器装置90在载子92与离合器罩91之间存在相当大的自由运行间隙。不过，这种作法在本发明中并不会损害该外后视镜装置2的功能，因为在该阶段中，马达60与夹持构件8之间的 运动作用链已被夹钳机构断开。因此在该离合器装置90内所提供的自由运行间隙并不会成为夹持构件8与外壳6之间的自由运行间隙。
图11示出夹持构件8进行调整时的另一力矩–时间关系图。图中示出转动方向正常切换时的力矩变化，但未示出过负载时的负载力矩。由于该离合器罩91的内周94上的突起95是互相分离的，在该转轮97到达该离合器罩91的内周94上的相反方向的突起95之前，需经过一已知时间。此时传送的力矩降低到磨擦力矩MW，即转轮97在离合器罩91的内周94上转动时所产生的力矩。当这种处于无负载状态的转轮97移动到下一个突起95的侧翼时，因惯性而产生的冲击力矩会作用在该转轮97上，但该力矩会快速的降低到正常操作力矩。
以上已经对本发明的动力车辆用外后视镜的调整机构以及其所使用的自动切换离合器装置提出说明。该可自动切换的离合器是供动力车辆的外后视镜使用。
当然，上述的外后视镜装置也可在不脱离本发明范围的情况下加以修改。
例如，对夹持构件的长度调整，也可通过缆线或齿条进行。
不但如此，形状互相配合的元件，例如滑块与夹持构件的端部之间的连接方式，夹持构件与导肋条的连接方式，可以互换。例如，滑块可以包括长形的凸肋，以在第一外壳部分内的相对应滑槽中滑动。
外壳的轴长可以根据夹持构件所需的调整长度缩短或增长。
此外，导肋条也可以利用金属插件强化。滑块也可从各侧做引导，例如对其4个侧面设置导肋条。
在导肋条及/或第一外壳部分可以设置挡片，以限制其最大延伸量。
此外，在各外壳部分的固定部分使用的金属插件可以设计成较长或较厚，以对应预计的转矩或弯矩。
在前述的离合器装置中，突起95位于离合器罩91的内周94，并与径向向外延伸的弹簧预力转动元件97配合作用。但如有不同使用需求或装置空间允许，则突起95也可设置在内离合元件(载子92)上，而与外离合元件(离合器罩91)上所设的、径向向内预力的转动元件97配合作用。
本发明的离合器装置并不一定使用在所述的外后视镜装置。而是可以成为一种单独的机器元件，用于传送动力至外后视镜装置或不在该技术领域内的系统。但是，本发明离合器装置的优异效果，特别适用在动力车辆用外后视镜，该后视镜可以由马达调整位置，这是因为本发明具备自由运行通道，为马达提供了一段无负载的启动期间、类似冲击的脉冲输入可以排除任何存在于滑块与心轴之间的卡阻，或排除尘土阻塞，且该离合器更提供简化且坚固的解决方案。

Claims (11)

1.一种离合器装置(90)，用于在电力驱动单元(58)与驱动元件(56)之间，传送转动力量，其中：
该离合器装置(90)可从所述电力驱动单元(58)向所述驱动元件(56)在两个方向上传送负载力矩(MR)，且在负载力矩(MR)大于预定临界力矩(MK)时，可自动允许所述电力驱动单元(58)与所述驱动元件(56)之间的相对转动；其特征在于：
当该离合器装置(90)在之前未发生负载力矩大于所述预定临界力矩(MK)而发生负载力矩方向反转时，在预定自由运转角度(φ)范围内，不传送所述负载力矩(MR)。
2.如权利要求1的离合器装置(90)，其特征在于，所述自由运转角度(φ)小于90°。
3.如权利要求1或2的离合器装置(90)，其特征在于，所述离合器装置(90)包括：离合器罩(91)或离合圈，该离合器罩(91)或离合圈由所述电力驱动单元(58)驱动；以及载子(92)，该载子(92)可转动地固定连接至所述驱动元件(56)，其中，所述载子(92)包括转动元件(97)或滑动元件，该转动元件(97)或滑动元件等距地设置在所述载子(92)的周边并且径向向外地被压缩弹簧推出，从而推压所述离合器罩(91)或所述离合圈的内周(94)；且
所述离合器罩(91)的所述内周(94)包括等距设置的突起(95)，该突起(95)设置在所述内周(94)的周边，该突起(95)在所述负载力矩大于所述预定临界力矩(MK)时，推压所述转动元件(97)。
4.如权利要求3的离合器装置(90)，其特征在于，所述自由运转角度(φ)定义成两个相邻所述突起(95)之间的距离。
5.如权利要求4的离合器装置(90)，其中，所述自由运转角度(φ)介于15°与25°之间。
6.如权利要求3的离合器装置(90)，其特征在于，在所述载子(92)中形成径向延伸的凹部(98)，该凹部(98)开口向外并等距分布在所述载子(92)的周边；在所述凹部(98)中设置压缩弹簧(96)，以径向向外推压所述转动元件(97)或所述滑动元件，其中，所述转动元件(97)或所述滑动元件受所述凹部引导限制。
7.如权利要求6的离合器装置(90)，其特征在于，所述压缩弹簧(96)的弹性常数选为与形成在被驱动的所述离合器罩(91)的所述内周(94)上的所述突起(95)相对应的数值，使所述转动元件(97)或所述滑动元件只在施加到所述离合器装置(90)的所述负载力矩大于所述预定临界力矩(MK)时，才会被所述突起(95)径向向内地推动足够距离，以便通过所述突起(95)。
8.如权利要求7的离合器装置(90)，其特征在于，在所述离合器罩(91)的所述内周(94)的两个所述突起(95)之间，以圆周方向转动所述转动元件(97)或推动所述滑动元件，所述转动元件(97)的转矩或所述滑动元件的磨擦力矩(MW)小于所述负载力矩(MR)。
9.如权利要求3的离合器装置(90)，其特征在于，所述突起(95)的数量大于所述转动元件(97)或所述滑动元件的数量。
10.一种动力车辆用外后视镜装置(2)，具有：
支架(4)，该支架(4)装接于所述车辆上；
外壳(6)，该外壳(6)固定在所述支架上；及
车辆用外后视镜的夹持构件(8)，该夹持构件(8)以可移动的方式收容在所述外壳(6)内；及
如权利要求1到7中任意一项的离合器装置(90)，其中：
所述夹持构件(8)能利用电力驱动单元(58)及驱动元件(56)调整，所述驱动元件(56)直接或间接连接到所述夹持构件(8)，且所述离合器装置(90)连接在所述电力驱动单元(58)与所述驱动元件(56)之间。
11.如权利要求10的动力车辆用外后视镜装置(2)，其中：
所述外后视镜装置(2)还包括夹钳件(20)，该夹钳件(20)经由枢轴装接于所述外壳(6)上的夹钳杆(26)的凸轮(28)来施力，推向所述夹持构件(8)的外侧壁，用于通过压迫配合或紧迫配合来防止所述夹持构件(8)与所述外后视镜装置(2)的所述外壳(6)之间发生相对运动；且
所述电力驱动单元(58)即使在所述夹持构件(8)已受所述夹钳件(20)固定夹钳时，仍可调整所述夹持构件(8)，其中，调整所述夹持构件(8)所需的并且由所述离合器装置(90)所传送的所述负载力矩(MR)大于所述夹钳件(20)产生的磨擦力矩(MW)，且小于所述离合器装置(90)的预定临界力矩(MK)。
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