JP4755392B2 - 特に自動車ミラーを取り付けるための支持体板のためのモータ駆動式の旋回装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式のモータ駆動式の旋回装置に関する。
このような形式の旋回装置は、国際公開第００／６９６８３号パンフレットに基づき、支持体板の半球形の膨らみに不動に挿入された機器支持体の構成において公知であり、この機器支持体のギヤモータは、球面形成部に対して横方向で延び且つ該球面形成部に沿って摺動可能な短いアーチ形歯列と噛み合っている。但し、このことは不都合な動力伝達の欠点を生ぜしめる。なぜならば、歯の噛合い方向がアーチ形歯列の変位によって変化するからである。更に不都合なのは、ミラープレートを備えた機器支持体が定置の保持部に対して旋回され、このことが、ギヤモータ運転用及び（位置フィードバック及び鏡面加熱等のための）その他の電気的な機能のためのケーブル接続を危険に晒すことである。半球形で閉じられた支持体板の膨らみの、該膨らみを収容する定置の組込みキャップに対する運動は、対応して延びるリブを介して一方では旋回可能な前記膨らみの内側に且つ他方では旋回可能な組込みキャップの外側に半径方向で係止されたシェルを介して強制的にガイドされる。しかし、このことはガイドシェルの両面に設けられたガイド溝の正確な延在の保証に関して著しい製作手間を必要とし、しかも、特に支持体板と組込みキャップとの間の動作機構的に不都合な空間的な角度位置における大きな摩擦損失を防止しない。
これに対して構造的にあまり手間のかからないのが、国際公開第９８／３１５６５号パンフレットに記載の、やはり半球形の支持体板の膨らみの内部に設けられた、該膨らみに対して旋回可能な機器支持体の配置形式であり、この場合、この機器支持体は、同時に中空球に設けられた開口を通って、旋回装置を機器に対して不動に組み込むために役立つ。ギヤモータが、機器支持体に設けられたスリットを通って前記膨らみの内周面に沿った歯列に対して半径方向で係合しているので、支持体板の中心に基づく旋回点における、直径方向で対向位置する３次元支承部は、機器支持体の中空球部分形の制限部によって提供されねばならない。しかしこのことは、許容旋回角度を著しく制限する。
次いでこの構造原理を採用して、ドイツ連邦共和国実用新案第２００１７１６３号明細書に基づき、該明細書内で引用されたドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１９５２９号明細書との組合せにおいて、弾性的な予負荷に基づき支持体板の縁部に交差して固定された２本の歯列付きベルトが、摩擦接続に基づき支持体板内に位置する半球形の機器支持体を、支持体板の中心に基づく旋回点における３次元支承部に対して半径方向で圧着する緊締ベルト手段が更に開発された。但し、このことはガイド面を実質的に比較的細い緊締ベルトへと減少させるので、原則として要求しようとするできるだけ大面積のガイド対の構造的な安全性はもたらされない。

全く別の形式の旋回装置が、ヨーロッパ特許第０３１６０５５号明細書に基づき、互いに逆方向でケーシングから進出する若しくはケーシングに進入する２つのロッド形のリニアアクチュエータを並列駆動するための可逆的な小型電動モータを１つずつ収容するためのケーシングの構成において公知である。これにより、この公知の旋回装置は、支持体板を１軸線を中心として、両リニアアクチュエータ間の結合線に対して横方向中央で旋回させる。モータから、該モータに対応配置されたリニアアクチュエータに対する運動伝達は、その都度モータ軸に設けられたウォームギヤを介して行われる。このウォームギヤは、ケーシングに軸方向で固定されたナットを該ナットの雄ねじ山を介して回転させ、これによりアクチュエータをリニアに変位させる。なぜならば、このリニアアクチュエータの雄ねじ山は、ねじ山付きピンの形式でナットの雌ねじ山と係合しているからである。

但し、１旋回軸線を中心としたミラー支持体板の簡単な旋回運動のために、逆方向で並列して作用する２つのモータ駆動式の駆動装置を用いなければならないという要求は、極めてコストがかかる。更に、運転確実性は非確実な同期運転の危険に基づき損なわれている。それというのも、両リニアアクチュエータがモータによって正確に逆方向で運動されないと、装置に対して不動にジオメトリを規定された軸線を中心とした支持体板の再現可能な旋回運動は行われず、前記旋回軸線は横方向にずれてしまう。

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の旋回装置を、よりコンパクトな構成で、個別部材にかかる手間をより小さくし且つ機能的により丈夫に設計することである。同時に旋回装置は、旋回モータのための電気的な接続部の組込み手段は別として、互いに直交する２本の旋回軸線を備えたシステムに問題なく拡張可能であるということに適しているのが望ましい。

この課題は、本発明では請求項１の特徴部に記載の構成により、支持体板のための大面積の支持部としての球面に、モータ駆動式で横揺れ運動を生じさせることができるということによって解決されている。

このためには、球中心点に関して軸方向で非対称的な中空球ゾーン（中空球層とも呼ぶ）が、比較的大きな軸方向横断面の平面内に、長手方向軸線に対して横方向で、即ち前記横断面平面と整合した、特にミラーのための支持体板を装備されている。当該の中空球ゾーンは、支持体板と共に旋回可能に、取付け対象物に対して不動の２シェル式の保持部に設けられている。

この２シェル式の保持部の外側シェルは、有利には平らにされた外側の極点域を備えたフード状の中空球区分（中空球セグメントとも呼ぶ）である。支持体板の背面側で中空球ゾーンを収容する前記中空球区分の開口に対向して、この外側の中空球区分は有利には面取りされた極点域にフラットな電子機器ケーシングを収納した状態で、取付け対象物に対して不動に組み付け可能である。中空球区分の形のこの外側シェルの内部頂点域の周辺からは、中空球区分に不動に固定された少なくとも１つのベースが、中空球ゾーンの内部領域にまで突入しており、そこでこのベースは、やはり球ゾーン形の内側シェルを支持している。要するに、支持体板・中空球ゾーンは、（外側シェルとしての）中空球区分の内壁と、（内側シェルとしての）中心の球ゾーンの外壁との間に半径方向で保持されて設けられており且つこれらの外側シェル及び内側シェルに対して旋回可能である。

支持体板・中空球ゾーンを、取付け対象物に対して不動に互いに入れ子式で設けられた両部分球に対してモータ駆動式で旋回させるためには、支持体板の中空球ゾーン状の内壁に、中空球形成部に沿ってリブ状に球内部に突出する少なくとも１つの歯付きセグメントが装備されている。この歯付きセグメントは半径方向で、機器支持体として役立つ中心の中空球ゾーンに係合し、その結果、当該歯付きセグメントは機器支持体に支承されたサーボモータとギヤを介して係合する。任意の旋回運動方向のためには、機器支持体内に独自のサーボモータを備えた、前記歯付きセグメントに対して直交して方向付けられた、中空球ゾーンに設けられた第２のモータ駆動式の歯付きセグメントしか必要としない。取付け対象物に対して不動の機器支持体に設けられた両モータの制御を介して、支持体板は２シェル式の保持部としての、取付け対象物に対して不動の部分球に対して、あらゆる空間方向で旋回可能である。取付け対象物に対して不動の２シェル長手方向軸線に対する支持体板の前記横揺れ旋回運動は、部分球の軸方向構成高さによってのみストッパ制限されている。それというのも、歯付きセグメントを介して駆動される中空球ゾーンが、取付け対象物に対して不動の両部分球の間で、これらの部分球の内側球面若しくは外側球面に沿って旋回可能にガイドされているからである。この場合、モータは取付け対象物に対して不動であり続けるので、歯の噛合いは旋回運動に基づき、歯付きセグメントが不動にではなく、互いに直交してそれぞれ取付け対象物に対して不動の長手方向軸線に対して半径方向の旋回軸線を中心として中空球ゾーンの内側に枢着されており、これにより、取付け対象物に対して不動の長手方向軸線に対して常に平行に、やはり取付け対象物に対して不動の機器支持体に係合することによって保証される。

この旋回可能な球面支承は、従来の４点支承、それどころか２点でのみの支承と比較しても、支持体板の不都合な旋回又は振動に対して、その大面積の支持部に基づき比較的高い、あらゆる空間方向で事実上一定の安定性をもたらす。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

例えばモータ駆動式で調節可能な自動車ドアミラーを取り付けるための支持体板１２（図１）のための、本発明による旋回装置１１（図２）のモータ駆動式の装置は、３シェル式の球装置内部に位置している。この球装置の真ん中のシェルは、偏心的に赤道に対して平行にずらされた中空球ゾーン１３である。この中空球ゾーン１３は、その内側に位置する、やはり層状又は中空球ゾーン状に構成された機器支持体１４と、中空球ゾーン１３の外側に位置する、中空球区分状の保持部の外側シェルの形の組込みキャップ１５との間に配置されている。この２シェルゾーンは、できるだけ大きな旋回角度のために、支持体板１２における中空球ゾーン１３よりも小さな軸方向高さを有している。即ち、このようにして取付け対象物に対して不動の機器支持体１４と、この機器支持体１４に対して同軸的ではあるが軸方向でずらされた、取付け対象物に対して不動の組込みキャップ１５との間で、少ない摩擦で半径方向で保持された中空球ゾーン１３は、機器支持体１４の外周面１６に沿って、延いては同時に組込みキャップ１５の内周面１７において、取付け対象物に対して不動の長手方向軸線１８からあらゆる方向で旋回可能である。この長手方向軸線１８は２シェル式の保持部、つまり機器支持体１４と組込みキャップ１５とを同軸的に貫通して延びている。

例えば自動車運転席のボディに保持部を対象物に対して不動に組み付けるためには、フード形の組込みキャップ１５の、外側の極点域３９において中心を面取りされてはいるが、その他の点ではほぼ球状キャップ形の外面１９に、軸平行の支柱２０が装備されている。これらの支柱２０の自由端部２１は、長手方向軸線１８が支持対象物（例えば自動車ボディ）の組付け面に対して垂直方向で位置するのが望ましい場合は、図示のように長手方向軸線１８に対して横方向で組込みキャップ１５の頂点を通って方向付けられた組付け平面内に位置している。但し、この組付け平面は、前記長手方向軸線１８に対して旋回されていてもよい。

ほぼ球環状に取り囲む平らなポット形の機器支持体１４の壁２２は、比較的大きな直径の平面内で底部２３が張設される。この底部２３からは、軸平行のベース２４が、中空球球欠形の組込みキャップ１５の内部頂点の周辺にまで延びており、これにより、機器支持体１４を、旋回可能な支持体板・中空球ゾーン１３の半径方向緊締下で、組込みキャップ１５と不動に結合、例えば係止するか、又はベース２４を貫通する緊締ねじによって互いに固定する。

機器支持体１４と組込みキャップ１５との間であらゆる方向に旋回可能に支承された中空球ゾーン１３自体は、その最大直径の平面内に、該最大直径を半径方向で凌駕する、保持部１５とは反対方向で露出した平らなディスク状の中空体の形の支持体板１２を装備している。この支持体板１２は縁部に、旋回しようとする有効面を固定するためのタブ状に突出した突起２５を有している。前記有効面は、特にドアミラー又はレーザミラーであってよい。別個の接続端子等を供与する必要無しで支持体板にミラーを装着することによる抵抗ミラーヒータの自動接続用の、支持体板１２のミラーを支持する側のスライドコンタクトの組込み部は図示しない。

取付け対象物に対して不動の２シェル式の保持部に対して相対的なミラー支持体板１２の旋回運動を外部制御可能に惹起するためには、支持体板１２の背面に位置する中空球ゾーン１３に、ほぼ軸平行でリブ状に半径方向で見て内壁２８の手前で突出した少なくとも１つのアーチセグメント２６が設けられており、このアーチセグメント２６は、球ゾーン形の機器支持体１４の壁２２及び底部２３に設けられたＬ字形のスリット２９を通って、半径方向で見て機器支持体１４の中空の内部に突入している。アーチセグメント２６は、そのアーチの内側、即ち互いに入れ子式で互い違いにされた中空球装置の中心に向かって、延いては機器支持体１４を通る長手方向軸線１８に向かっても、歯列３０を設けられている。この歯列３０は、機器支持体１４の底部２３に支承された多段式の変向・減速ギヤ３１を介して、底部２３に対して平行な、延いては取付け対象物に対して不動の長手方向軸線１８に対して横方向で方向付けられているが該長手方向軸線１８に対して旋回可能な、高速の低電圧直流モータ３３の出力軸３２と噛み合っている。低電圧直流モータ３３の回転運動が、中空球ゾーン１３の内部に固定された、内部アーチに対して歯列の設けられたアーチセグメント２６を、長手方向軸線１８に対してほぼ平行に移動させ、これにより、アーチセグメント２６が多少なりとも軸平行で機器支持体１４内部に深く侵入すると、保持部の機器支持体１４と組込みキャップ１５との間の中空球ゾーン１３が、原則として長手方向軸線１８に対して半径方向で位置する、リブ状のアーチセグメント２６に対して横方向で方向付けられた旋回軸線３４を中心として傾動される。なぜならば、この場合、アーチセグメント２６が前記旋回軸線３４を中心として旋回運動を加えるからである。この旋回運動に直交する支持体板１２の傾動運動のためには、内壁２８の周面に沿って最初に述べたアーチセグメント２６に対して９０°だけずらされた、つまり前記旋回軸線３４と直交して交差する、同一配置形式及び構成の別のアーチセグメント２７が設けられている。

取付け対象物に対して不動の長手方向軸線１８延いては各ギヤ３１に対する歯列係合部に関するアーチセグメント２６，２７の向きを、長手方向軸線１８及び歯列係合部に対して傾動された中空球ゾーン１３においても維持し続けるためには、各アーチセグメント２６，２７がピン３５によって、それぞれ他方のアーチセグメント２７，２６の旋回軸線３４を中心として中空球ゾーン１３の壁又は図示のように中空の支持体板１２の壁に支承されている。但し、両傾動方向が互いに重畳する場合は、旋回軸線３４がそれぞれ長手方向軸線１８を巡ってねじれる傾向がある。中空球ゾーン１３の旋回延いては支持体板１２の傾動を妨げないようにするためには、アーチセグメント２６，２７用の両旋回ピン３５の内の少なくとも１本が、事実上遊び無しで丸孔３６に支承されるのではなく、長手方向軸線１８，旋回軸線３４に対して横方向に向けられた、つまり図１から詳細に判るように旋回軸線３４の平面内に延びる長孔３７に支承されている。これにより、前記平面内では、該平面に支承された旋回ピン３５が、組付け部に対して不動の長手方向軸線１８に対して旋回される中空球ゾーン１３の影響下で、これに伴って現れる当該する旋回軸線３４の変位により、自由に可動である。

機器支持体１４を備えた取付け対象物に対して不動の保持部１５に対して相対的な中空球ゾーン１３のモータ駆動式旋回のための、歯列の設けられた両アーチセグメント２６，２７の他に、有利には付加的に少なくとも１つの別のアーチセグメント状の支持部材３８が設けられており、この支持部材３８のピン支承部もやはり、中空球ゾーン１３において一方の旋回軸線３４に対して同軸的に丸孔３６内に位置している。当該支持部材３８はモータ駆動式の駆動に役立つのではなく、殊に歯列の設けられたアーチセグメント２６，２７が噛合いがはずれる程傾動しないように、中空球ゾーン１３延いては支持体板１２を支持するために役立つ。更に、当該支持部材３８は、有利には同時にデジタル（コード化又はインクレメンタル）角度センサ又はアナログ（電位差）角度センサを取り付けるための基体として、つまり、取付け対象物に対して不動の機器支持体１４に対して相対的な、旋回される支持体板１２の目下の向きをフィードバックするために使用することができる。

更に図１では、組込み支柱２０が有利にはその端部２１を以て、保持部１５の中空球キャップ形の外側の球シェルの面取りされた外側の極点域３９を、当該支柱間にフラットな回路ケーシング４０が挿入可能であるように凌駕しているということが象徴的に簡略化されて考慮されている。このフラットケーシング４０は、いずれにしろ片面を実装可能な、後加工する必要がなく且つモータ接触接続に役立つプリント基板（図示せず）を収容し、場合によってはミラーポジション及び必要な場合には付加的にポテンショメータの制御及びフィードバック用データバスのための回路コンポーネントを収容するためにも役立つ。

つまり、特にミラーを取り付けるための、ギヤを介してサーボモータ３３と作用結合している、取付け対象物に対して不動の保持部に対して旋回可能な支持体板１２のためのモータ駆動式の旋回装置１１において、本発明では支持体板１２が、コンパクトに組み込まれた旋回駆動装置における安定した支承のために、ミラーから離れた背面側に固定されて中空球ゾーン１３を装備されており、この中空球ゾーン１３は、同心的に互いに不動に結合された、２シェル式の保持部の２つの球ゾーン面間で、互いに向かい合う周面に沿って旋回可能に支承されている。互いに内外で不動に位置する両球面の内、外側の球面が中空球セグメント形の組込みキャップ１５として構成されるのに対して、内側の球面は平らなポット状の機器支持体１４として、球層状の外周面１６の内部にモータ３３とギヤ３１とを装備されており、このギヤ３１は、取付け対象物に対して不動のシステム長手方向軸線１８に対して半径方向で機器支持体１４の内室に係合する、中空球ゾーン１３の内周面形成部に沿った歯列３０と噛み合っている。

外側シェルとして中空球区分を備えた、取付け対象物に対して不動に組み込まれるべき２シェル式の保持部を示した図であって、前記中空球区分内でミラー支持体板が後ろ側の中空球ゾーンによって旋回可能に支承されている。

取付け対象物に対して不動に、外側シェル（図１）と同軸的に結合可能な保持部の内側シェルとして、支持体板の旋回駆動用モータを収容するための中空球ゾーン状の機器支持体を示した図である。

図１と比べて保持部の外側シェルの外された状態で、中空球ゾーンが機器支持体に支承された支持体板を示した図である。

符号の説明

１１ 旋回装置、 １２ 支持体板、 １３ 中空球ゾーン、 １４ 機器支持体、 １５ 組込みキャップ、 １６ 外周面、 １７ 内周面、 １８ 長手方向軸線、 １９ 外面、 ２０ 支柱、 ２１ 自由端部、 ２２ 壁、 ２３ 底部、 ２４ ベース、 ２５ 突起、 ２６，２７ アーチセグメント、 ２８ 内壁、 ２９ スリット、 ３０ 歯列、 ３１ 変向・減速ギヤ、 ３２ 出力軸、 ３３ 低電圧直流モータ、 ３４ 旋回軸線、 ３５ ピン、 ３６ 丸孔、 ３７ 長孔、 ３８ 支持部材、 ３９ 極点域、 ４０ 回路ケーシング

Claims (11)

1. 取付け対象物に対して不動の組込みキャップ（１５）に対して旋回可能な支持体板（１２）のためのモータ駆動式の旋回装置（１１）であって、内部にサーボモータ（３３）を備えた機器支持体（１４）が配置されており、該機器支持体（１４）の外側に中空球ゾーン（１３）が配置されており、前記サーボモータにより、ギヤ（３１）と、半径方向で機器支持体（１４）の内室に係合する、前記中空球ゾーン（１３）に設けられた歯列（３０）とを介して、前記支持体板（１２）及び中空球ゾーン（１３）が組込みキャップ（１５）に対して相対的に、同心的に配置された球周面に沿って可動である形式のものにおいて、
   前記支持体板（１２）が、前記中空球ゾーン（１３）を備えており、該中空球ゾーン（１３）が、互いに不動に結合された別の２つの中空球ゾーン間で向かい合った周面に沿って旋回可能に保持されており、前記２つの中空球ゾーンの内、外側の中空球ゾーンが組込みキャップ（１５）の一部である一方、該組込みキャップ（１５）内で半径方向で間隔をあけて機器支持体（１４）が内側の中空球ゾーンとして同心的に組込みキャップ（１５）と結合されており、しかも、機器支持体（１４）の内部に設けられたギヤ（３１）が、前記支持体板（１２）に取り付けられた枢着ピン（３５）により支承され且つ前記中空球ゾーン（１３）から機器支持体（１４）内部に向かって延びる歯列（３０）と噛み合っていることを特徴とする、特に自動車ミラーを取り付けるための支持体板のためのモータ駆動式の旋回装置。
2. 互いに直交して方向付けられた２つの歯列（３０）が、それぞれ機器支持体（１４）内のギヤモータ（３１〜３３）と作用結合している、請求項１記載の旋回装置。
3. 歯列（３０）が、それぞれ中空球ゾーン（１３）に設けられたリブ状のアーチセグメント（２６，２７）の内側アーチに形成されており、前記アーチセグメントがピン（３５）によって、他方のアーチセグメント（２７，２６）の旋回軸線（３４）に沿って旋回可能に支持体板（１２）に支承されている、請求項１又は２記載の旋回装置。
4. 一方のピン（３５）が支持体板（１２）の丸孔（３６）内で回動可能に位置固定されているのに対して、他方のピン（３５）が前記の一方のピン（３５）に対して直交するように向けられて、旋回軸線の平面（３４，３４）内に設けられた支持体板（１２）の長孔（３７）内で移動可能に保持されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の旋回装置。
5. 少なくとも１つのアーチセグメント（２６，２７）に直径方向で対向して、別のアーチセグメントが駆動されない支持部材（３８）として半径方向で機器支持体（１４）に係合している、請求項１から４までのいずれか１項記載の旋回装置。
6. 支持部材（３８）が、取付け対象物に対して不動の機器支持体（１４）に対する支持体板（１２）の旋回に関する位置センサのための支持体としても役立つ、請求項１から５までのいずれか１項記載の旋回装置。
7. 中空球ゾーン（１３）に枢着式で固定された、歯列の設けられた少なくとも１つのアーチセグメント（２６，２７）が、リブ状に半径方向で中空球ゾーン（１３）から突出して、機器支持体（１４）の底部（２３）及び壁（２２）に設けられたＬ字形のスリット（２９）を通って、機器支持体に組み込まれたモータ（３３）と歯列係合するために、機器支持体（１４）内部に突入している、請求項１から６までのいずれか１項記載の旋回装置。
8. 組込みキャップ（１５）が機器支持体（１４）と、該機器支持体（１４）の底部（２３）から共通の長手方向軸線（１８）に対して平行に、組込みキャップ（１５）の頂点域の周辺まで延びている複数のベース（２４）を介して形状接続的に結合されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の旋回装置。
9. 組込みキャップ（１５）の外面（１９）に組込み支柱（２０）が装備されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の旋回装置。
10. 組込みキャップ（１５）の面取りされた外側の極点域（３９）の後ろ側の支柱（２０）間に、支持体板（１２）のモータ駆動式の旋回駆動装置のためのプリント回路基板を有するフラットなケーシング（３９）が設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載の旋回装置。
11. 支持体板（１２）が背面側の中空球ゾーン（１３）とは反対の側に、支持体板に組み込まれるべき鏡面のための抵抗ヒータ接続用の電気的な接触接続部を装備されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の旋回装置。

Images