JP2007013567A - 回転揺動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射鏡等の駆動対象と支点軸を容易に接合できると共に、玉軸受に作用する過大な負荷を低減し、揺動角の制御性や耐久性を向上させることができる回転揺動装置を提供する。
【解決手段】駆動対象の両側に配設された支点軸と、これらの支点軸を介して前記駆動対象を回転又は揺動可能に支持する軸受を備え、前記支点軸と前記軸受の連接部に球状部を設け、この球状部の中心を通る直線を軸として前記駆動対象を回転又は揺動させるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は車載用レーダ装置の反射鏡等を回転又は揺動させる回転揺動装置に関するものである。

車載用レーダ装置は、自動車の周辺を監視するのに使用されるもので、電磁波を自動車の周辺に照射してその反射波から自動車の周辺の障害物までの距離、相対速度、方向を検知するものである。
従来のこの種の車載用レーダ装置は、例えば特許文献１に示されるように、反射鏡は誘電損失tanσの低い樹脂で成形され、重力や外部振動などで影響されないように、その中央部の重心近傍の両側に凸部が一体成型されている。反射鏡の支点軸は玉軸受で揺動可能に支持され、その一端は凹部を有する。また、支点軸に設けられた凹部に反射鏡に設けられた凸部が挿入され、両者は接着剤で接着されている。玉軸受はボディに設けられた軸受ホルダによって固定されている。この反射鏡は支点軸を中心軸として走査手段により揺動駆動される。

特開平２００４−７１２２号公報（段落0015〜0017及び図１）

従来の車載用レーダ装置では、反射鏡の凸部の倒れによる同軸度のバラツキを支点軸に設けられた凹部との接着部で吸収する構造である。このような構造では、接着部の接着状態により反射鏡と支点軸の相対位置がバラツクため位置精度が悪く、接着時の工作性にも問題があった。
また、周囲温度の変化により反射鏡が膨張収縮を繰り返すことで、凸部と凹部の接着部、および玉軸受に過大な負荷が作用し接合部の耐久性が著しく低下するという問題があった。支点軸への過大な負荷は反射鏡を揺動する場合、抵抗となり揺動角の制御を困難にするという問題があった。
また、上記の問題点を解決するために軸受部を公知のユニバーサルジョイント等で構成することも考えられるが、構成が複雑となるという問題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、車載用レーダ装置の反射鏡等の駆動対象と支点軸を容易に接合できると共に、玉軸受に作用する過大な負荷を低減し、揺動角の制御性を改善し、耐久性を向上させることができる回転揺動装置を提供することを目的とするものである。

この発明の回転揺動装置は、駆動対象の両側に配設された支点軸と、これらの支点軸を介して前記駆動対象を回転又は揺動可能に支持する軸受を備え、前記支点軸と前記軸受の連接部に球状部を設け、この球状部の中心を通る直線を軸として前記駆動対象を回転又は揺動させるものである。

この発明の回転揺動装置によれば、反射鏡等の駆動対象の支点軸と軸受の連接部に設けた球状部の中心を通る軸線を基準として駆動対象と軸受が連接されることから、駆動対象の取り付けによる軸ズレがなく取り付け精度が向上する。
また、周囲温度の変化により反射鏡等の駆動対象が膨張収縮を繰り返す状態でも玉軸受の内径を球状部が移動することで玉軸受へ過大な負荷が加わることを防ぐ効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る、車載用レーダ装置に用いた回転揺動装置を示す断面図である。図１において、反射鏡１０は誘電損失tanσの低い樹脂（SPS,PBT,PPS等）で曲面状に成形されている。この反射鏡１０には、重力や外乱振動などに影響されないように、その中央部における重心近傍の両側に支点軸１１，１１が一体的に配設され、その先端部には球状部１２，１２が形成されている。
そして、これらの支点軸１１，１１は、球状部１２，１２を介してボディ２０上の一対の軸受ホルダ３０，３０に固定された玉軸受４０，４０に、揺動可能に支持されている。これにより反射鏡１０は支点軸１１，１１の球状部１２，１２の中心を通る軸線１３を軸として走査手段（図示せず）により揺動駆動され、その中心部に対向して設けられ電磁波を照射する一次放射器５０からの電磁波を反射して所定の広がり角で照射する。

この実施の形態１によれば、駆動対象である反射鏡１０の両側に配設された支点軸１１，１１と玉軸受４０，４０の連接部に介在する球状部１２，１２の中心を通る軸線１３を基準として反射鏡１０と玉軸受４０，４０が連接されることから、反射鏡１０の取り付けによる軸ズレがなく取り付け精度が向上する。
また、周囲温度の変化により反射鏡１０が膨張収縮を繰り返す状態でも玉軸受４０，４０の内径を球状部１２，１２が移動することで玉軸受４０，４０へ過大な負荷が加わることを防ぐことができる。

実施の形態２．
図２は、この発明の実施の形態２に係る回転揺動装置の駆動対象である反射鏡を示す断面図である。この実施の形態２では、反射鏡１０、その両側の支点軸１１，１１と、その一端の球状部１２，１２を含めて全体を樹脂で一体成型したものである。
このように反射鏡全体を樹脂で一体成型することにより、部品点数を削減できると共に，組立性も向上できる。

実施の形態３．
図３は、この発明の実施の形態３に係る回転揺動装置の駆動対象である反射鏡を示す断面図である。この実施の形態３では、反射鏡１０と支点軸１１，１１は別部材で構成されており、反射鏡１０は樹脂、支点軸１１，１１はステンレスなどの金属で構成されている。反射鏡１０と支点軸１１，１１の接合方法としては、反射鏡１０の成形時に支点軸１１，１１をインサート成形する方法や反射鏡１０を成形後に支点軸１１，１１を圧入、もしくは溶着する方法、または，反射鏡１０に雌ネジ、支点軸１１，１１の軸部に雄ネジを形成し、ネジによる締結方法などを用いることが可能である。
このように反射鏡１０の支点軸１１，１１を金属で構成したことで、玉軸受４０，４０の内径と支点軸１１，１１に形成した球状部１２，１２とが金属接合となるため、接合部の嵌め合い精度が向上し、接合部の剛性増加により耐久性が向上する。

実施の形態４．
図４及び図５は、この発明の実施の形態４に係る回転揺動装置を示す図で、図４ａは平面図、図４ｂは図４ａのＡ―Ａ断面図、図５は要部拡大断面図である。
この実施の形態４は、反射鏡１０の一方の支点軸１１Ａは上記各実施の形態のものと同じであるが、他方の支点軸を軸線１３に対称に設けられた一対のＬ字状の支点軸１１Ｂ，１１Ｃとこれらと一体に形成された共通の球状部１２で構成すると共に、軸受の一方に１個の玉軸受４０Ａ、他方に２個の玉軸受４０Ｂ，４０Ｃを配置し、玉軸受４０Ａ，４０Ｂの外輪は軸受ホルダ３０，３０に圧入固定し、玉軸受４０Ｃの外輪は軸受ホルダ３０に隙間嵌めで挿入したものである。
この構成において、反射鏡１０は一方の支点軸１１Ａに形成した球状部１２を玉軸受４０Ａの内径に挿入後、他方の支点軸１１Ｂ，１１Ｃのもう一方の球状部１２を玉軸受４０Ｂ，４０Ｃの内径で挟み固定される。

更に、この実施の形態４では、玉軸受４０Ｃの外輪に弾性体４１を押え板４２により保持することにより予圧を与えている。このため、図５に示すように玉軸受４０Ｂ，４０Ｃの内部の玉が片側に押された位置で固定されるため安定した回転が得られる。なお、弾性体４１としてはコイルスプリング、皿バネ、ウェーブワッシャなどを用いることができる。
この実施の形態４によれば、反射鏡１０の軸受部を上記のように構成することにより、反射鏡の組立工程の簡略化と組立精度が向上すると共に、玉軸受に予圧を与えることで玉軸受の回転トルク変動が抑えられ揺動角の制御性が向上し、外部振動に対する耐久性も向上する。
また、球状部１２の固定方法としては、図６に示すように支点軸１１Ｂ，１１Ｃに設けた球状部１２を貫通するネジ６０と、玉軸受４０Ｂに圧入したナット６１により、球状部１２を玉軸受４０Ｂ，４０Ｃで挟み固定しても良い。

実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５に係る回転揺動装置の軸受部を示す断面図である。
図７ａに示すとおり、反射鏡１０の支点軸１１の球状部１２を、玉軸受４０に挿入した円筒軸１４の内径に内接させるか、または図７ｂに示すように反射鏡１０の重心付近の両側に円筒軸１５を成形し、玉軸受４０に挿入された支点軸１１の球状部１２を反射鏡の円筒１５に内接するようにする。図示していないが、反射鏡１０の他方の支点軸も同様に構成することができる。
このようにすれば、反射鏡、支点軸、玉軸受間の制約が緩和され，構造の自由度が向上する。

実施の形態６．
図８は、この発明の実施の形態６に係る回転揺動装置の軸受部を示す断面図で、図８ａはその一例を示す側断面図、図８ｂは図７ａのＢ−Ｂ断面図、図９ａは他の例を示す側断面図、図９ｂは図９ａのＣ−Ｃ断面図である。
図８ａ，図８ｂに示すとおり、部品の構成は実施の形態５と同じであるが、反射鏡１０の支点軸１１の球状部１２の両側に円筒突起１６，１６を形成すると共に、玉軸受４０に挿入した円筒軸１４に溝１７、１７を形成し、円筒突起１６，１６と溝１７，１７を嵌合させる。
また、図９ａ，図９ｂに示すように、玉軸受４０に挿入した円筒軸１４に球状穴７１と溝１７のほかにスナップフィット構造を形成し、支点軸１１の球状部１２と球状穴７１をスナップフィットにより嵌合させる。
このようにすれば、玉軸受内面と支点軸に設けた球状部との間の滑りが無く、球状部の偏磨耗が防止でき耐久性が向上する。

実施の形態７．
図１０は、この発明の実施の形態７に係る回転揺動装置の軸受部を示す断面図である。
図１０に示すように、支点軸１１Ｂ，１１Ｃに設けた球状部１２を貫通するネジ６０と、玉軸受４０Ｂに圧入したナット６１により、球状部１２は玉軸受４０Ｂの内径に押付ける形態で固定される。なお、玉軸受４０Ｂを複数個、又は複列の玉軸受を使用しても構わない。

実施の形態８．
図１１は、この発明の実施の形態７に係る回転揺動装置の駆動対象である反射鏡を示す図で、図１１ａは平面図、図１１ｂは図１１ａのＤ−Ｄ断面図である。
図１１に示すとおり、反射鏡１０を樹脂で構成し、その内側に細い線状パターンの金属メッキ１８、その外側に全面に金属メッキ１９が施されている。
このようにすれば、反射鏡１０に蒸着された金属メッキ１８，１９により所定の広がり角で電磁波を効率よく照射することが可能となる。

この発明の実施の形態１による回転揺動装置を示す断面図である。 実施の形態２における回転揺動装置の駆動対象である反射鏡を示す断面図である。 実施の形態３における回転揺動装置の駆動対象である反射鏡を示す断面図である。 実施の形態４による回転揺動装置を示す平面図及び断面図である。 実施の形態４による回転揺動装置の軸受部を示す要部断面図である。 実施の形態４による回転揺動装置の軸受部の他の例を示す要部断面図である。 実施の形態５による回転揺動装置の軸受部を示す要部側断面図及び要部断面図である。 実施の形態６による回転揺動装置の軸受部を示す要部断面図である。 実施の形態６による回転揺動装置の軸受部の他の例を示す要部断面図である。 実施の形態７における回転揺動装置の駆動対象である反射鏡を示す平面図及び断面図である。 実施の形態８による回転揺動装置の軸受部を示す断面図である。

符号の説明

１０ 反射鏡
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 支点軸
１２ 球状部
１３ 軸線
１４ 円筒軸
１５ 円筒軸
１６ 円筒突起
１７ 溝
１８ 金属メッキ
１９ 金属メッキ
２０ ボディ
３０ 軸受ホルダ
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 玉軸受
５０ 一次放射器
６０ ネジ
６１ ナット
７１ 球状穴

Claims (9)

1. 駆動対象の両側に配設された支点軸と、これらの支点軸を介して前記駆動対象を回転又は揺動可能に支持する軸受を備え、前記支点軸と前記軸受の連接部に球状部を設け、この球状部の中心を通る直線を軸として前記駆動対象を回転又は揺動させることを特徴とする回転揺動装置。
2. 前記駆動対象と前記支点軸が樹脂により一体成形されていることを特徴とする請求項１記載の回転揺動装置。
3. 前記駆動対象は樹脂で構成され、前記支点軸は金属で構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転揺動装置。
4. 前記軸受の一方には玉軸受１個、他方には玉軸受２個を配置し、前記支点軸に形成した球状部の一方を玉軸受１個の内径に挿入し、他方は玉軸受２個の内径で挟み固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の回転揺動装置。
5. 前記玉軸受２個に、それらの内部の玉が片側に押された位置で固定されるように予圧を与えたことを特徴とする請求項４記載の回転揺動装置。
6. 前記支点軸の少なくとも一方の球状部を、前記軸受に挿入した円筒軸または前記駆動対象に形成した円筒軸の内径に内接させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の回転揺動装置。
7. 前記支点軸に設けた球状部の一部に突起を形成すると共に、前記軸受に挿入した円筒軸に溝を形成し、前記突起と前記溝を嵌合させたことを特徴とする請求項６記載の回転揺動装置。
8. 前記支点軸の少なくとも一方の球状部を前記軸受の内径に押し当てて固定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の回転揺動装置。
9. 前記駆動対象は樹脂で構成された反射鏡であって、その内側に細い線状パターンの金属メッキ、外側に全面に金属メッキが施されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一つに記載の回転揺動装置。

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