CN105305717B - 致使至少一个光学元件可动的致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种致使光学元件可动的致动器(1)，所述致动器包括：电机(3)、包括蜗杆(15)的机械传动组件(10)、蜗杆(15)的支撑元件、驱动装置(20)以及回复装置(25)，所述电机(3)被配置成驱动所述机械传动组件(10)，并且所述机械传动组件(10)被配置成驱动所述驱动装置(20)，其特征在于，所述回复装置(25)对着所述蜗杆(15)施加轴向压力，从而挤压所述蜗杆(15)使其抵靠所述支撑元件。本发明还涉及一种组件，该组件包括可动光学元件和所述可动光学元件的如上限定的电力致动器(1)。

Description

致使至少一个光学元件可动的致动器
技术领域
在汽车照明领域，已知具有用于ADB((adaptive driving beam，自适应远光)灯的自适应照明功能的DBL式(dynamic bending light，动态转弯照明)转弯前灯或可动光学元件。
背景技术
为了使光学元件可动，通常会使用包括电机和齿轮传动装置的电子致动器。为了在最小的空间内逐步降低来自电机的输出运动的最大的量，已知提供一种齿轮传动装置，所述齿轮传动装置具有位于电机输出端处的蜗杆以及将蜗杆的运动传递至可动光学元件的直齿轮。然而，为了有效地发挥更能以及出于批量生产的原因，致动器具有齿轮传动装置的不同零件之间的大量齿隙(toothing play)。所述大量齿隙对光学元件的定位精度具有直接影响。
对于广泛使用的LED光源和出现的激光光源(其独特特点是为了获得更小且更集中的光源)而言，所述大量的间隙导致形成光束的光学元件的定位方面的显著错误。
为了尽可能地补偿齿轮传动装置所包括的间隙，已知在将旋转运动传递至光学元件的齿轮传动装置的直齿轮的附近布置弹簧。弹簧挤压两个直齿轮使其相互抵靠，借此补偿所述两个齿轮之间的径向间隙(即，沿着平行于这两个齿轮的旋转轴线的轴线的间隙)。然而，这种弹簧不能够消除蜗杆的径向间隙(所述径向间隙由绕蜗杆的轴线旋转的角度限定)和蜗杆的轴向间隙(所述轴向间隙由平行于蜗杆的旋转轴线的平移限定)。此外，这两种不同类型的间隙能够独立地影响与蜗杆接触的直齿轮的径向位置，并因此进而影响可动光学元件的定位。
发明内容
本发明的目标是改善现有状况，并且为此，本发明涉及一种致使至少一个光学元件可动的电力致动器，所述电力致动器包括：
-电机；
-机械传动组件，所述机械传动组件包括蜗杆；
-所述蜗杆的支撑元件；
-用于驱动所述可动光学元件的驱动装置；
-回复装置，
所述电机被配置成驱动所述机械传动组件，并且所述机械传动组件被配置成驱动所述驱动装置，特征在于以下事实，所述回复装置对着所述蜗杆施加轴向压力，从而挤压所述蜗杆使其抵靠所述支撑元件。
因此，凭借回复装置施加在蜗杆上的轴向压力，蜗杆相对于其支撑部的轴向间隙被消除，换言之，仅致动器的影响光学元件的定位的轴向间隙被消除。轴向间隙指以平行于电机的旋转轴并且尤其垂直于驱动装置的旋转轴线的方式测得的间隙。
本发明因此能够改善可旋转地移动的光学元件的定位，该光学元件尤其在DBL或ADB类型的照明功能中起作用，并且同时，本发明所具有的机械结构能够在速度、扭矩和输出方面提供足以实现所述功能的性能水平。
根据本发明的一个方面，所述回复装置对着所述蜗杆施加横向压力，从而挤压所述蜗杆使其抵靠所述支撑元件。横向压力指沿横向于蜗杆的旋转轴线的方向定向的压力。所述横向压力能够消除蜗杆相对于其支撑部的横向间隙，因此不会影响驱动装置的定位。
有利地，所述回复装置的尺寸被设置成：针对施加到所述蜗杆上的任何小于或等于1毫牛顿米的力矩，径向地阻挡所述蜗杆。这样，回复装置能够消除蜗杆相对于其支撑部的径向间隙。
因此，本发明能够借助于单个回复装置来消除影响可动光学元件的定位的三种形式的致动器间隙：蜗杆相对于其支撑部的轴向间隙、横向间隙和径向间隙。
凭借本发明，并且尤其凭借消除蜗杆相对于其支撑部的多种形式的间隙的回复装置，当机动车辆上布置有本发明时，施加在致动器上的振动不会导致所述蜗杆的任何易于改变驱动装置的定位以及可动光学元件的定位的运动。
根据本发明的一个实施例，所述回复装置与所述驱动装置成一体。
根据本发明的一个方面，所述机械传动组件包括第一档齿轮，所述第一档齿轮位于所述电机和所述蜗杆之间。因此，所述蜗杆并未直接布置在电机的输出端处。蜗杆的轴向间隙可被容易地消除，因为蜗杆不直接压靠在电机轴上，蜗杆直接压靠在电机轴上将不利于电机轴的正常运转。
有利地，所述第一档齿轮被配置成：逐步减小所述电机的、传递至所述蜗杆的运动。
根据本发明的一个方面，所述机械传动组件包括扇形齿轮，所述扇形齿轮将所述蜗杆的运动传递至所述驱动装置。
根据本发明的一个实施例，所述回复装置将所述扇形齿轮轴向地和/或横向地挤压在所述蜗杆上。扇形齿轮和蜗杆之间的间隙因此被消除。因此，蜗杆和驱动装置之间不存在间隙。因此能够关于蜗杆的定位精确地确定驱动装置以及可动光学元件的定位。
根据本发明的一个方面，所述回复装置为扭力弹簧。
本发明还涉及一种组件，该组件包括可动光学元件和所述可动光学元件的如上文中限定的电力致动器。
附图说明
通过参照附图阅读下文中本发明的光学模块的实施例，本发明的其它特征和优点将更加清晰，其中：
图1为根据本发明的电力致动器的透视图。
具体实施方式
本发明涉及如图1所示的电力致动器1，所述电力致动器1用于使光学元件可动。这种电力致动器1包括壳体2(图1中仅示出壳体2的下半部分)。壳体2包括底板28和周壁27。
电力致动器1还包括电动机3、机械传动组件10和驱动装置20。布置有机械传动组件10，以便将电动机3的运动传递至驱动装置20。驱动装置20被配置成连接至光学元件(未示出)并且将电机的运动传递至该光学元件。此处，电机3经由电机的设置成绕轴线B旋转的轴驱动机械传动组件10。可动光学元件指车辆前灯(尤其是机动车辆前灯)的任何光学元件，所述任何光学元件是可移动的，其目的是为了改变前灯发射的光束的形状和/或方向，所述光学元件包括前灯自身。
机械传动组件10包括第一档齿轮11，所述第一档齿轮11在此处具有两个齿轮12、13，所述两个齿轮12、13被称为第一齿轮12和第二齿轮13。特别地，第一齿轮12位于电机3的输出端处，换言之，所述第一齿轮12位于电机轴的延伸段中。第一档齿轮11使得能够(例如3倍地)逐步减小电动机3的运动。此处应当理解为：当电动机3旋转三次(圈)，第一齿轮12旋转三次(圈)并且第二齿轮13旋转一次(圈)。
机械传动组件10还包括蜗杆15。蜗杆15与第一档齿轮11旋转地连接。此处，蜗杆绕旋转轴线A旋转，所述旋转轴线A与第二齿轮13的旋转轴线合二为一。轴线A平行于第一齿轮12的旋转轴线B。
蜗杆因此可绕旋转轴线A自由旋转。蜗杆被安装到支撑部上。此处，支撑部包括板30和止挡部26，特别地，所述板30抵靠着电机3以垂直于电机轴的方式延伸，所述止挡部26相对于壳体2的侧壁27突出。特别地，支撑部形成壳体2的一体式部分。
机械传动组件10进一步包括扇形齿轮16。扇形齿轮16将蜗杆15的运动传递至驱动装置20。所述扇形齿轮16沿着旋转轴线C相对于壳体2可旋转地安装。驱动装置20的旋转轴线与扇形齿轮16的旋转轴线合二为一。
在说明书的其余部分中，蜗杆的径向间隙、横向间隙以及轴向间隙表示该蜗杆相对于其支撑部的径向间隙、横向间隙以及轴向间隙，即，蜗杆15与其支撑部之间的间隙。
根据本发明，电力致动器1包括回复装置(return means)25，所述回复装置25施加轴向压力到蜗杆15，从而挤压蜗杆使其抵靠其支撑部。因此，回复装置25使蜗杆保持抵靠壳体2(并且尤其是板30)，从而消除蜗杆15的轴向间隙。轴向间隙表示沿电机轴限定的轴向方向的间隙，即，在平行于旋转轴线A的方向上的间隙。因此，不存在蜗杆的轴向运动，并且不存在将旋转地驱动所述驱动装置20的蜗杆轴向运动。
由于传动组件的仅有的能够驱动所述驱动装置20旋转的轴向运动是蜗杆的轴向运动，因此本发明能够消除所有影响驱动装置20的角位置的轴向间隙。
回复装置25还施加横向力(即，沿横向于蜗杆15的旋转轴线的方向定向的力)到蜗杆15上，从而挤压所述蜗杆使其抵靠其支撑部。因此，不存在蜗杆的横向运动，并且不存在将驱动所述驱动装置20旋转的蜗杆横向运动。
因此，同一回复装置既能够消除蜗杆15的轴向间隙又能够消除蜗杆15的横向间隙。
特别地，回复装置25位于所述驱动装置上。特别地，并且如图1所示，回复装置25将扇形齿轮16沿轴向方向和举例而言的横向方向挤压在蜗杆15上。此处，所述回复装置25为扭力弹簧。所述回复装置绕旋转轴线C相对于轴线C的方位沿顺时针方向朝扇形齿轮16上施加径向力(通过箭头D示出)。回复装置25因此挤压扇形齿轮16的齿并使其抵靠蜗杆15，从而在蜗杆15上施加之前所述的轴向和横向压力。
由回复装置25施加的抵靠蜗杆15的轴向压力限制了蜗杆沿第一径向方向的旋转，所述第一径向方向此处以箭头E示出，并且所述第一径向方向对应于绕旋转轴线A相对于旋转轴线A的方位沿顺时针方向的旋转。这是因为，为了沿该方向旋转，蜗杆必须沿与所述轴向力相反的方向推挤回复装置。
此外，回复装置25施加在蜗杆15上的轴向压力在蜗杆15及其支撑部之间(尤其是蜗杆15和板30之间)产生反作用力，从而对涡轮沿两个旋转方向的旋转进行限制。换言之，回复装置25使蜗杆15保持轴向抵靠壳体2(尤其在板30的区域中)，使得蜗杆的旋转还被蜗杆15和壳体2之间的摩擦力阻挡。
回复装置25因此径向地阻止蜗杆15沿两个旋转方向绕其旋转轴线旋转。回复装置的尺寸被设置成：抵抗施加至蜗杆15的任何小于或等于1毫牛顿米的力矩。
电力致动器还包括电机控制系统50，所述电机控制系统50包括连接器55和电子板60。
电力致动器进一步包括位置传感器70，所述置传感器70配置成检测驱动装置20的角位置，在此处，所述置传感器70使用扇形齿轮16检测驱动装置20的角位置。位置传感器70被连接至电子板60，以便将驱动装置20的位置发送到电子板。凭借位置传感器70接收的信息，控制系统50能够启动电机来纠正任何定位错误。

Claims (10)

1.一种致使至少一个光学元件可动的电力致动器(1)，包括：
电机(3)；
机械传动组件(10)，所述机械传动组件(10)包括蜗杆(15)；
所述蜗杆(15)的支撑元件；
用于驱动所述可动光学元件的驱动装置(20)；以及
回复装置(25)，
所述机械传动组件包括扇形齿轮(16)，所述扇形齿轮配置成将所述蜗杆(15)的运动传递至所述驱动装置(20)，所述扇形齿轮(16)的旋转轴线(C)与所述驱动装置(20)的旋转轴线(B)合二为一；
所述电机(3)被配置成驱动所述机械传动组件(10)，并且所述机械传动组件(10)被配置成驱动所述驱动装置(20)；通过将所述扇形齿轮(16)轴向地和/或横向地挤压在所述蜗杆(15)上而使所述蜗杆抵靠所述支撑元件，所述回复装置(25)对着所述蜗杆(15)施加轴向压力；其特征在于，所述机械传动组件(10)包括位于所述电机(3)和所述蜗杆(15)之间的第一档齿轮(11)。
2.根据权利要求1所述的电力致动器(1)，其中，所述回复装置(25)对着所述蜗杆(15)施加横向压力，从而挤压所述蜗杆(15)使其抵靠所述支撑元件。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电力致动器(1)，其中，所述回复装置(25)的尺寸被设置成：针对施加到所述蜗杆(15)上的任何小于或等于1毫牛顿米的力矩，径向地阻挡所述蜗杆(15)。
4.根据权利要求1或2所述的电力致动器(1)，其中，所述回复装置(25)与所述驱动装置(20)成一体。
5.根据权利要求1或2所述的电力致动器(1)，其中，所述第一档齿轮(11)被配置成：逐步减小所述电机(3)的、传递至所述蜗杆(15)的运动。
6.根据权利要求1或2所述的电力致动器(1)，其中，所述回复装置(25)为扭力弹簧。
7.根据权利要求1所述的电力致动器(1)，其中，所述第一档齿轮(11)具有第一齿轮(12)和第二齿轮(13)，所述第一齿轮(12)具有与电机(3)的轴的旋转轴线合二为一的旋转轴线(B)，所述第二齿轮(13)具有与蜗杆(15)的旋转轴线合二为一的旋转轴线(A)，所述第二齿轮(13)的旋转轴线(A)平行于所述第一齿轮(12)的旋转轴线(B)。
8.根据权利要求6所述的电力致动器(1)，其中，所述扭力弹簧绕所述扇形齿轮(16)的旋转轴线(C)相对于所述扇形齿轮(16)的旋转轴线(C)的方位沿顺时针方向朝所述扇形齿轮(16)上施加径向力。
9.根据权利要求1所述的电力致动器(1)，其中，所述支撑元件包括板(30)和止挡部(26)，所述板抵靠着电机(3)以垂直于所述电机的轴的方式延伸，所述止挡部(26)相对于所述电力致动器(1)的壳体(2)的侧壁27突出，所述回复装置配置成使所述蜗杆(15)保持抵靠所述板(30)，从而消除所述蜗杆(15)的轴向间隙。
10.一种包括可动光学元件以及所述可动光学元件的根据前述权利要求中任一项所述的电力致动器(1)的组件。
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