CN1351552A

CN1351552A - 运动机构

Info

Publication number: CN1351552A
Application number: CN00807690A
Authority: CN
Inventors: 斯特凡·弗里茨·布劳沃
Original assignee: IKU Holding Montfoort BV
Current assignee: IKU Holding Montfoort BV
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2002-05-29
Also published as: EP1178902A1; NL1012090C2; US7090364B1; WO2000069683A1; JP2002544454A; AU4785900A; KR20020016789A

Abstract

一种运动机构,它包括一个大致球面状的保持器(1)及一个大致球面状的碗状件(2),可相互插入的保持器(1)和碗状件(2)可绕第一轴即X轴及第二轴即Y轴彼此相对转动,这些轴位于与保持器外缘的平面大致重合或与其平行延伸的平面内。保持器和碗状件之间设有一盘形件,所述盘形件被连接至碗状件以便仅绕X轴转动,且被连接至保持器以便仅绕Y轴转动。在一特定用途中,一用于镜子的调节板固定在保持器上。驱动装置被布置在保持器中,以相对于碗状件转动保持器,从而可以实现一用于车辆的可调后视镜。

Description

运动机构

本发明涉及一种用于运动机构的运动机构，其包括一个大致球面状的保持器及一个大致球面状的碗状件，相互插入的保持器和碗状件可绕第一轴、即X轴及第二轴、即Y轴彼此相对转动，这些轴位于与保持器外缘的平面大致重合或与其平行延伸的平面内。

这种运动机构例如可以用于使一个固定连接在保持器上的物体相对于一固定布置的碗状件绕两个轴运动，或者，例如可以用于车辆的后视镜中，其中，一镜面被安装在保持器上，且碗状件被安装在镜面的壳体中，该壳体可被固定在一车辆上。尽管这种运动机构可以用于可手动调整的镜子中，但其主要的优点体现在应用于马达驱动的镜子时，这是由于用于镜面的驱动装置可以接着被装配在该保持器中，并得到一种具有高度紧凑结构的镜子调整装置。考虑到对这种镜子调整装置的尺寸提出的越来越苛刻的要求，这一点非常重要。

本发明的目的在于实现球面状保持器相对于球面状碗状件绕两个轴的相对运动，其结构非常紧凑，且采用尽可能少的部件。

根据本发明，如在前序中所述的运动机构的特征在于，设置有一个位于保持器和碗状件之间的盘形件，所述盘状件被连接至碗状件以便仅绕X轴转动，且被连接至保持器以便仅绕Y轴转动。这种盘状件可以非常薄，从而保持器和碗状件之间的距离可以始终保持最小。

为实现对保持器和盘形件彼此间相对旋转运动的引导以及防止这些部件彼此相对地绕一与X轴和Y轴垂直的轴即Z轴转动，不同的实施方案均是可行的。在第一个实施例中，该盘形件设有径向相对的增厚部分，其在盘形件相对于保持器绕X轴转动时与保持器中沿旋转方向延伸的对应开槽配合。在第二个实施例中，该保持器设有径向相对的增厚部分，其在盘形件相对于保持器绕X轴转动时与盘形件中沿旋转方向延伸的对应开槽配合。在第三个实施例中，该盘形件设有增厚部分和沿旋转方向延伸的径向相对的开槽，该增厚部分和开槽在盘形件相对于保持器绕X轴转动时分别与保持器中沿旋转方向延伸的对应开槽或保持器上的径向相对的增厚部分配合。

为确保保持器与盘形件之间的连接(当然包括这两个部件彼此相对运动时)，保持器可以在其外表面上设有环形曲线边缘，在盘形件相对于保持器沿X轴转动时，该环形曲线边缘可作为设置在盘形件上的具有对应形状的边缘的导引边缘。这些环形边缘可以从保持器中凹入或凸出。

为限制保持器与盘形件之间的旋转运动，保持器可以设有向外指向的环形边缘，而从与Y轴垂直的截面上看，盘形件可以具有顶角小于180°的扇形形状。同时，在盘形件相对于保持器的至少一个极限位置上，盘形件的对应边缘与保持器的环形边缘相抵靠。当然，在盘形件相对于保持器的两个极限位置上，盘形件的对应边缘也可与保持器的环形边缘的对应部分相抵靠。此外，也可在保持器的外表面上设置至少一个边缘，该边缘在盘形件相对于保持器的一极限位置与盘形件的对应边缘抵靠。该边缘同样可以从保持器中凹入或凸出。这里，同样，也可以在两个极限位置上设置两个这样的边缘。

基于同样的原因，上述对应于保持器和盘形件之间的运动的三个实施例也可以适用于碗状件和盘形件之间的运动。在第一个实施例中，该盘形件设有径向相对的增厚部分，其在盘形件相对于碗状件绕Y轴转动时与碗状件中沿旋转方向延伸的对应开槽配合。在第二个实施例中，该碗状件设有径向相对的增厚部分，其在盘形件相对于碗状件绕Y轴转动时与盘形件中沿旋转方向延伸的对应开槽配合。在第三个实施例中，该碗状件设有增厚部分和沿旋转方向延伸的径向相对的开槽，该增厚部分和开槽在盘形件相对于碗状件绕Y轴转动时分别与盘形件中沿旋转方向延伸的对应开槽或盘形件上的径向相对的增厚部分配合。

这里，同样，为确保碗状件与盘形件之间的连接(当然包括这两个部件彼此相对运动时)，碗状件可以在其外表面上设有环形曲线边缘，在盘形件相对于碗状件沿Y轴转动时，该环形曲曲线边缘可作为设置在盘形件上的具有对应形状的边缘的导引边缘。

为约束碗状件与盘形件之间的旋转运动，保持器可以设有如前所述的向外指向的环形边缘，同时在碗状件相对于盘形件的至少一个极限位置上，碗状件的边缘与保持器的环形边缘相抵靠。在一个替换实施例中，在盘形件相对于碗状件的一个极限位置上，上述用于控制盘形件相对于碗状件的旋转和固定的加厚部分可以抵靠开槽的一个端部边缘。

此外，可以在盘形件和保持器之间以及盘形件和碗状件之间设置辅助锁定装置，以进一步阻止盘形件、保持器和碗状件彼此之间绕与X轴、Y轴垂直的轴即Z轴的转动。

根据运动机构的实际应用，有一点可能很重要，即在盘形件的两侧设置向外伸出的唇部，以在碗状件和盘形件之间以及盘形件和保持器之间提供特定的摩擦。没有这些唇部，将会在这些部件之间产生受温度影响很大的摩擦。

在一个特别有利并经济的实施例中，保持器、碗状件及盘形件均由塑料制成。特别是，不同的增厚部分、开槽、边缘以及辅助锁定装置可以很容易地在制造保持器、碗状件及盘形件的过程中形成。然而，例如也可以使保持器和碗状件由塑料制成，而使盘形件由金属制成。特别是，该盘形件通过冲压形成。在盘形件基本上由金属制成的情况下，该盘形件可设有金属弹簧，以在碗状件和盘形件以及保持器与盘形件之间实现特定的摩擦。

如上所述，该运动机构的主要优点体现在保持器相对于碗状件。采用马达驱动时。为此，根据本发明的另一方面，所述保持器包括两个穿过保持器设置的相互垂直的开槽，每一所述开槽均具有一个设置在其中用于马达位移的带齿元件，所述带齿元件可在碗状件中沿与保持器中的相关开槽方向垂直的方向自由运动，此外，所述带齿元件还通过保持器中的相关开槽与一布置在保持器中的齿轮传动机构相啮合，该齿轮传动机构与一同样布置在保持器中的马达相连。为了用于车辆的后视镜中，可将一用于镜子的调节板固定在保持器上。当马达和驱动机构同样也被装配在保持器时，可以将具有设置在其中且被固定在其上的部件的保持器作为一个组件卡装在碗状件中。后一种结构还能够使具有电插头端子的保持器绕枢轴旋转，同时在所述调节板上，设有一个用于电连接至保持器上的插头端子的独立电端子，从而易于通过连成回路实现直通连接。

除了运动机构外，本发明还涉及一种用于车辆的后视镜，其包括上述的运动机构。

现在，参照附图详细描述本发明。在这些附图中：

图1-5表示了保持器的五个视图；

图6-9表示了盘形件的四个视图；

图10-13表示了碗状件的四个视图；

图14-17表示了图1-13中保持器、盘形件和碗状件的组合件的四个视图；

图18表示了沿图14中线A-A的该组合件的剖面图；

图19-22表示了保持器和盘形件的组合件的四个视图；

图23和24表示了图19中分别沿线B-B和C-C的剖面图；

图25-28表示了盘形件和碗状件的组合件的四个视图；

图29和30表示了图25中分别沿线D-D和E-E的剖面图；

图31-33表示了一种用于车辆后视镜的致动器外壳结构的不同分解视图；

图34-37表示了盘形件另一实施例的不同视图；

图38表示了用于实现保持器和碗状件彼此相对转动的调节元件；

图39示意性地描述了一种本发明的镜子致动器；

在附图中，相同的部件由相同的参考标号表示。

如图1-33中所示的部件以及这些部件的相互连接位置关系所示，本发明的运动机构的一个示意性实施例包括一个球面状保持器1、一个球面状碗状件2及一个盘形件3。保持器、碗状件及盘形件均由塑料制成。通过盘形件3的插入，能够将保持器1插入碗状件2内。随后，盘形件3仅可相对于碗状件2绕X轴转动，且仅可相对于保持器1绕Y轴转动，所述X轴和Y轴位于与保持器1的外侧边缘基本上一致的平面内。

为了实现保持器1相对于盘形件3绕Y轴的可转动性，在保持器1中设有两个径向相对的开槽4和5，且盘形件3的内侧表面设有分别装配在这些开槽4和5中的增厚部分6和7。随着保持器1相对于盘形件3绕Y轴转动，增厚部分6和7便分别在开槽4和5中运动。另外，保持器1的外侧表面设有径向相对的圆弧形边缘8和8a，这些边缘在保持器1相对于盘形件3转动时，分别用作开槽9和凹口9a中具有对应形状的边缘的导引边缘，其中，所述开槽9和凹口9a被设置在盘形件3中。保持器1和盘形件3一方面被卡装在盘形件的开槽9和圆形凹口9a的边缘之间，另一方面被卡装在增厚部分8和8a之间，以便彼此相对于Y轴运动。

为了实现盘形件3相对于碗状件2绕X轴的可转动性，在碗状件2中设置两个径向相对的开槽10和11，盘形件3的外侧表面设有分别装配在这些开槽10和11中的增厚部分12和13。随着盘形件3相对于碗状件3绕X轴转动，增厚部分12和13便分别在开槽10和11中运动。另外，碗状件2设有径向相对的圆形边缘14，这些边缘在盘形件3相对于碗状件2转动时，分别用作设置在盘形件3外表面上的增厚部分15中具有相应形状的边缘的导引边缘。碗状件2和盘形件3一方面被卡装在增厚部分12，13之间，另一方面被卡装在增厚部分15之间，以便彼此可相对于X轴运动。

作为阻止相对于与X轴和Y轴垂直的Z一轴的转动的辅助固定件，采用设置在盘形件3外侧表面上的增厚部分16形式的辅助锁定装置位于盘形件3和碗状件2之间，当具有盘形件的保持器被装配在碗状件中时，所述辅助锁定装置接合凹槽17。

保持器1相对于盘形件3的运动和盘形件相对于碗状件2的运动均被约束。为此，保持器具有向外指向的环形边缘18。另外，如图8所示，以垂直于Y轴的剖面观察时，盘形件3为扇形，且具有小于180°的的顶角。当保持器1相对于盘形件3绕Y轴转动时，盘形件3的上侧边缘将会在两个极端位置碰到边缘18。在盘形件3的碗状件2转动时，增厚部分12，13将会在所述极端位置被开槽10，11的端部边缘阻止，或当然也可能的是，碗状件的上侧边缘将会被保持器的凸出边缘18阻止。

碗状件2还包括装配套管19。通过穿过这些套管的螺钉，碗状件可被例如固定在车辆后视镜的镜面装配架中。在本申请中，当将具有镜子34的镜子调节板33(参见图39)固定在保持器1上时，特别是被固定在保持器的边缘18上时，该镜子可相对于X轴和Y轴手动转动。保持器、盘形件和碗状件的位置如图15所示，是相互插入的，其中在图14，16和17中表示了不同的视图。为了清楚起见，图19-24描述了保持器仅被固定在盘形件中以便相对于Y轴转动的状态，图25-30描述了盘形件仅被固定在碗状件中以便相对于X轴转动的状态。

保持器1、盘形件3和碗状件2的球面状结构特别适用于将一个驱动系统装配在保持器1中。在上述用于后视镜的特定用途中，其意味着在保持器中，驱动系统被装配成能绕镜子转动，从而保持器可相对于碗状件及镜面装配架绕X轴和Y轴转动。由于装配在保持器1中的驱动系统必须能够接合碗状件2，因此，在盘形件3中分别设有较大的开口20。如在图31-33中所示，所述驱动系统被装配在球形支承21中，该球形支承21能够被拧紧在保持器1中。因此，保持器1具有螺纹套管22，而所述支承则在相应的位置处设有螺纹孔23。保持器1和支承21也可被制成一个整体。为了相对于两根轴(X轴和Y轴)中的每一轴转动，驱动系统以习惯上用于镜子致动器的方式包括一个在外壳24中的镜子及一个传动机构25。这些部件实际上形成了所述致动器；在图39中，包括外壳24的该致动器由35表示。虽然在所述传动机构中，可装配有一个杆状传动装置，但在目前的实施例中，该传递装置完全被设计为一个齿轮传动机构。通过这一传动机构25，可沿第一方向移动一个调节装置，同时该调节装置可沿与其垂直的第二方向运动。为了能够以这样的方式实现保持器1相对于碗状件2的转动，在保持器1上设有两个开槽26和27，所述开槽在X-Y平面中彼此垂直，同时，在碗状件2中设有两个开槽28和29，这些开槽在X-Y平面中彼此垂直，开槽26在中央垂直交叉。在碗状件2中的开槽28和29从碗状件的周边延伸至碗状件的中央。对于每一对开槽26，28和27，29，均适用的是一个调节元件可分别在开槽28和29中自由运动，在开槽26和27中可由马达驱动。但是，反之也当然是允许的，即一个调节元件也可分别在开槽26和27中自由运动，在开槽28和29中可由马达驱动。虽然调节元件30是被设置在碗状件2和保持器1之间且位于盘形件3中的开口20处，但是所述调节元件为了能够实现马达接合而从保持器1的内部经保持器1伸出。在图38中更详细地描述了两个调节元件中的一个。以这样的方式实现调节元件30的左右移动性，即调节元件30朝向碗状件的侧面设置一个啮合开槽28和29的凸起31。在调节元件30提供保持器凸出的侧面设有齿32。在附图中，调节元件被设计为具有内齿的环形部分；当然也可使用这样的结构，如具有例如冠状齿或锥形齿的环形部分。随后，这些齿与齿轮传动机构的对应形成的齿啮合。

可马达驱动的调节元件30的方向可对应于两根轴的方向。但是，如果代替标准的直流电动机而使用了步进电机，则最好通过马达以相对于两个轴沿成45°角的方向使调节元件移动；在本申请所披露的实施例(参见图1和10)中描述了这一情况。因此，一旦绕一根轴转动，则两个马达均被起动。由于一个或两个调节元件的马达位移以及沿垂直方向的自由运动性，因此，影响了具有支承的保持器1相对于碗状件2的转动，因此，当被用于车辆的后视镜时，也影响了具有镜面的镜子调节板相对于镜子外壳的转动，其中，具有碗状件的镜子装配架被牢固地装配在所述镜子外壳上。

在装配期间，碗状件已被牢固地固定在镜子装配架上。具有附件的镜子致动器35被组装成一个独立的组件；因此，这一组件包括保持器1、支承件21，所述支承件包括马达、传动机构和具有镜子34的镜子调节板33。接着，能够以简单的方式将这一组件作为整体卡装在碗状件中，同时插入盘状件。

本发明的运动机构能够实现这样一种镜子致动器装配结构，其中，镜子的转动点S(参见图39)为一个由X轴和Y轴交叉形成的虚拟转动点，相对于该转动点，致动器壳体，即具有支承21和附件的保持器1可移动地被连接至包括碗状件2的镜子装配架上，同时，具有镜子34的镜子调节板33被牢固地固定在致动器壳体上。另外，根据本发明，能够实现这样一种镜子致动器装配结构，其中，一方面使在致动器外壳中的驱动装置(即致动器35)，另一方面使在具有镜子34的镜子调节板33位于镜子调节板33的镜子的转动点S的任一侧。

至此描述的电动可调节镜子结构更特别适于装配一根电线，以便除了电动镜面调节以外，还能够实现在镜子外壳中镜子的使用所需的其它功能。这些功能例如可以涉及镜子的加热、入射光的电微亮效应、在环境变化中保持镜子的无水性等。为此，致动器35的边缘18(图39)包括一个用于实现连接至车辆中电路板电路的电缆37的电插头端子36。另外，在镜子调节板33上，设有一个独立电端子38，其用于连接至致动器壳体35上的插头端子36的电线39。同样，一个用于电连接1器41至电插头端子36的独立电线端子40设置在致动器35的壳体上，电线39、41分别形成电线37的多根芯线的固定回路直通连接。由于致动器35与镜子调节板33一起运动，因此，电线39、41的易损坏的柔性结构则不再是必需的。

本发明并不局限于以上参照附图描述的实施例，而是可以包括多种改进，这些改进均应落入以下权利要求的保护范围内。特别是，例如可以参照图34-37所示的结构，其中，盘形件3在任一侧均设有向外弯曲的唇部或弹性件40，即既朝向碗状件2也朝向保持器1的唇部或弹性件。以这种方式，能够实现碗状件和盘形件之间以及盘形件和保持器之间的特定摩擦。

Claims

1、一种运动机构，其包括：一个大致球面状的保持器及一个大致球面状的碗状件，相互插入的保持器和碗状件可绕第一轴、即X轴及第二轴、即Y轴彼此相对转动，这些轴位于与保持器外缘的平面大致重合或与其平行延伸的平面内，其特征在于，设置有一个位于保持器和碗状件之间的盘形件，所述盘形件被连接至碗状件以便仅绕X轴转动，且被连接至保持器以便仅绕Y轴转动。

2.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，该保持器或盘形件设有径向相对的增厚部分，其在盘形件相对于保持器绕X轴转动时与盘形件或保持器中沿旋转方向延伸的对应开槽配合。

3.根据权利要求1所述的运动机构，其特征在于，该盘形件设有增厚部分和沿旋转方向延伸的径向相对的开槽，该增厚部分和开槽在盘形件相对于保持器绕X轴转动时分别与保持器中沿旋转方向延伸的对应开槽或保持器上的径向相对的增厚部分配合。

4.根据权利要求2或3所述的运动机构，其特征在于，保持器在其外表面上设有环形曲线边缘，在盘形件相对于保持器沿X轴转动时，该环形曲线边缘可作为设置在盘形件上的具有对应形状的边缘的导引边缘。

5.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，保持器设有向外指向的环形边缘，从与Y轴垂直的截面上看，盘形件具有顶角小于180°的扇形形状，在盘形件相对于保持器的至少一个极限位置上，盘形件的对应边缘与保持器的环形边缘相抵靠。

6.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，在保持器的外表面上设置至少一个边缘，该边缘在盘形件相对于保持器的一极限位置与盘形件的对应边缘抵靠。

7.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，该碗状件或盘形件设有径向相对的增厚部分，其在盘形件相对于碗状件绕Y轴转动时与盘形件或碗状件中沿旋转方向延伸的对应开槽配合。

8.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，该碗状件设有增厚部分和沿旋转方向延伸的径向相对的开槽，该增厚部分和开槽在盘形件相对于碗状件绕Y轴转动时分别与盘形件中沿旋转方向延伸的对应开槽或盘形件上的径向相对的增厚部分配合。

9.根据权利要求7或8所述的运动机构，其特征在于，碗状件可以在其外表面上设有环形曲线边缘，在盘形件相对于碗状件沿Y轴转动时，该环形曲曲线边缘可作为设置在盘形件上的具有对应形状的边缘的导引边缘。

10.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，保持器设有向外指向的环形边缘，在碗状件相对于盘形件的至少一个极限位置上，碗状件的边缘与保持器的环形边缘相抵靠。

11.根据权利要求7-9中任何一项所述的运动机构，其特征在于，在盘形件相对于碗状件的一个极限位置上，用于控制盘形件相对于碗状件的旋转和固定的加厚部分可以抵靠开槽的一个端部边缘。

12.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，在盘形件和保持器之间以及盘形件和碗状件之间设置有辅助锁定装置，以进一步阻止盘形件、保持器和碗状件彼此之间绕与X轴、Y轴垂直的轴即Z轴的转动。

13.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，在盘形件的两侧设置向外伸出的唇部，以在碗状件和盘形件之间以及盘形件和保持器之间提供特定的摩擦。

14.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，保持器、碗状件及盘形件均由塑料制成。

15.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，保持器和碗状件由塑料制成，而盘形件由金属制成。

16.根据权利要求15所述的运动机构，其特征在于，盘形件由金属冲压形成。

17.根据权利要求15或16所述的运动机构，其特征在于，盘形件设有金属弹簧，以在碗状件和盘形件以及保持器与盘形件之间实现特定的摩擦。

18.根据前述任一权利要求所述的运动机构，其特征在于，从X-Y平面中看，所述保持器包括两个穿过保持器设置的相互垂直的开槽，每一所述开槽均具有一个设置在其中用于马达位移的调节元件，从X-Y平面中看，所述调节元件可在碗状件中沿与保持器中的相关开槽方向垂直的方向自由运动，此外，所述调节元件还通过保持器中的相关开槽与一布置在保持器中的传动机构相啮合，该传动机构与一同样布置在保持器中的马达相连。

19.根据权利要求18所述的运动机构，其特征在于，一用于镜子的调节板固定在保持器上，具有设置在其中且被固定在其上的部件的保持器作为一个组件卡装在碗状件中。

20.根据权利要求19所述的运动机构，其特征在于，保持器包括一个电插头端子，同时在所述调节板上，设有一个用于电连接至保持器上的插头端子的独立电端子。

21.一种用于车辆的后视镜，其包括根据前述任一权利要求所述的运动机构。