JP5145420B2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、構造ユニットを回転軸を中心にして回転駆動又は旋回駆動させるための駆動装置であって、電動モータが設けられており、該電動モータが駆動軸に配置された駆動ピニオンを有していて、該駆動ピニオンによって、伝動装置を介して、駆動軸に対して直角方向に延在する被駆動軸が回転駆動せしめられ、該被駆動軸の回転運動が前記構造ユニットの回転軸に伝達されるようになっている形式のものに関する。

電動モータによって旋回可能に駆動される構造ユニットが、例えば車内モニタとして自動車のダッシュボードに設けられているものは公知である。

この場合、車内モニタはその駆動装置と共にダッシュボードの開口内に配置されていて、この駆動装置によって、前記開口を閉鎖する、ほぼ水平な非作動位置と、ほぼ垂直な作動位置との間で旋回可能に駆動されるようになっている。

ダッシュボードのスペースは限られているので、必要な組み込みスペースをできるだけ小さくする必要がある。

そこで本発明の課題は、冒頭に述べた形式の駆動装置を改良して、小さい組み込みスペースしか必要としないようなものを提供することである。

この課題を解決した本発明によれば、伝動装置が、駆動軸の駆動ピニオンによって回転駆動せしめられるフェースギヤ伝動装置と、該フェースギヤ伝動装置に後置接続されたサイクロイドギヤ伝動装置とを有しており、該サイクロイド伝動装置によって前記被駆動軸が回転可能に駆動されるようになっている。

このような構成によれば、高い伝達比及び一様な高い効率で、必要な構造スペースが小さくて済む。

電動モータの駆動軸が軸方向に遊びを有していることによって、電動モータの駆動軸の駆動ピニオンがフェースギヤに噛み合う際に不都合な影響を及ぼすことはない。

フェースギヤ段によって、駆動ピニオンをフェースギヤに対して軸方向で有利な形式で９０°ずらすし、それによって構造スペースを節約することができる。基本的に軸方向のずらし角度は、構造長さに応じて０°〜１３５°の間である。

フェースギヤ段は、運転中に雑音が非常に少ない、という別の利点を有している。

フェースギヤ段は高い効率を有しているが、特に高い伝達比を許容するものではない。これは、高い伝達比を有するサイクロイドギヤ伝動装置によって補われるので、フェースギヤ伝動装置とサイクロイドギヤ伝動装置とを組み合わせれば特に有利である。

被駆動軸と構造ユニットの回転軸の間に、有利な形式で摩擦結合式のクラッチが配置されている。このような摩擦結合式のクラッチによって、構造ユニットの損傷、並びに人員の負傷は避けられる。人員の負傷は、例えば人員が身体部分例えば手又は指によって調節を行う際に、身体部分が構造ユニットと定置の構造部との間に緊締されることによって生じ得る。つまりクラッチは、緊締保護及び過負荷保護を形成する。

また、適切に使用されない場合に、例えば構造ユニットを手によって引っ張るか又は押し付けたりした場合に、駆動装置が破壊されることは避けられる。

摩擦結合式のクラッチの可能な１実施例によれば、構造ユニットの回転軸が、スパナ面を有する多角形軸であって、該多角形軸が、前記被駆動軸によって回転駆動せしめられるブシュの円筒形の孔内に突入し、この場合、前記多角形軸の複数の角縁の互いの間隔が、前記ブシュの円筒形の孔の直径に相当し、かつ前記ブシュが、該ブシュの円筒形の孔と交差する単数又は複数の切欠を有しており、これらの切欠内に突入する、半径方向で内方に向かってプリロードをかけられた複数のばねを有しており、これらのばねがプリロードをかけられて、多角形軸のスパナ面にも、また前記切欠の壁部にも当接している。

この場合、前記切欠は、前記多角形軸の長手方向に対して直角に延在する、接線方向の溝であって、該溝の底部が、多角形軸の前記スパナ面に対して平行な面に延びている。

またこの場合、前記ばねがクランプばねであって、該クランプばねがばね脚と共に前記切欠内に突入するようになっている。

前記ブシュ内に、直径方向で互いに反対側に２つの切欠が形成されており、これらの切欠が、互いに平行に延在する壁部を有しており、それぞれ１つのばね脚が、前記複数の壁部のうちの１つに、及び前記スパナ面のうちの１つにプリロード下で当接していることによって、単独のばね構造による２重のばね負荷が得られる。

本発明の別の構成によれば、摩擦結合式のクラッチが摩擦クラッチであって、この場合、構造ユニットの回転軸又は、前記構造ユニットに相対回動不能に結合された構成部が摩擦面を有しており、該摩擦面が、ばねプリロードによって、前記被駆動軸の対抗摩擦面に、又は前記被駆動軸によって回転駆動せしめられる構成部の対抗摩擦面に当接するようになっている。

構造スペースを節約した別の構成によれば、前記摩擦クラッチが磁力摩擦クラッチとして構成されている。

摩擦クラッチを磁力摩擦クラッチとして構成する場合、磁力摩擦クラッチは噛み合いクラッチであって、該噛み合いクラッチの、前記構造ユニットの回転軸に配置され、かつ可動にガイドされた噛み合い爪が、永久磁石の磁力によって前記被駆動軸の対応する切欠内に、又は前記被駆動軸によって回転駆動可能な部材の対応する切欠内に負荷されている。

伝動装置の被駆動軸上に配置された被駆動ピニオンによって、前記構造ユニットの回転軸を中心にして回動可能、かつ前記構造ユニットと相対回動不能に結合された歯車又は歯付きセグメントが回転駆動可能である。

この場合、歯車又は歯付きセグメントと前記構造ユニットの回転軸との間の回転接続部に摩擦結合式のクラッチが配置されているので、過負荷が作用する構造ユニットに近傍で過負荷遮断が得られる。

有利な形式で、構造ユニットは、表示器特に自動車の電気光学式のディスプレイであって、この場合、ディスプレイは、自動車のダッシュボードに配置されていて、閉じられた非作動位置と開かれた作動位置との間で旋回可能に駆動されるようになっている。

以下に図面を用いて本発明の実施例を具体的に説明する。

駆動装置を備えた電気光学式のディスプレイの斜視図である。 図１に示した駆動装置の第１の斜視図である。 図１に示した板駆動装置の第２の斜視図である。 図１に示した駆動装置の第３の斜視図である。 図１に示した駆動装置のクラッチの第１の斜視図である。 図１に示した駆動装置のクラッチの第２の斜視図である。 図１に示した駆動装置のクラッチの第３の斜視図である。 図１に示したクラッチの第４の斜視図である。 図１に示した駆動装置のクラッチの第５の斜視図である。 クラッチの第２実施例の斜視図である。 図１０に示したクラッチの横断面図である。 クラッチの第３実施例の斜視図である。

図１に示したディスプレイ１はその下縁部で以て、支持体２上に配置されており、この支持体２は、ディスプレイ１の両側に向かって水平に突き出す軸受ピン３，３′を有している。

前記軸受ピン３，３′によって、ディスプレイ１はフレーム状の組み付け枠５の軸受４に旋回可能に支承されている。

組み付け枠５は、自動車のダッシュボード（図示せず）の対応する開口内に組み付けられている。

軸受ピン３と該軸受ピン３を備えた支持体２とディスプレイ１とは、駆動装置６によって旋回可能に駆動されるようになっている。駆動装置６は、可逆駆動される電動モータ７を有しており、該電動モータ７の駆動軸（この駆動軸はスペースを節約するために、軸受ピン３、３′の長手方向に対して直角に延在している）に、駆動ピニオン８が配置されており、この駆動ピニオン８は、フェースギヤ伝動装置１０のフェースギヤ９に噛み合っている。

フェースギヤ９は、駆動軸に対して垂直な軸線を中心にして回転可能に支承されている。

フェースギヤ１０の動力を伝達することによって、フェースギヤ１０に後置接続されたサイクロイドギヤ伝動装置１１が回転駆動される。該サイクロイドギヤ伝動装置１１の被駆動軸に被駆動ピニオン１２が配置されており、該被駆動ピニオン１２が歯付きセグメント１３の歯列に噛み合う。この歯付きセグメント１３は、軸受ピン３及び３′によって形成された、ディスプレイ１の回転軸１４を中心にして回転可能に支承されている。

ディスプレイ１の回転軸１４に対して同心的に、前記歯付きセグメント１３に円筒形のブシュ１５が固定されており、このブシュ１５の円筒形の孔１９内に前記軸受ピン３の、多角形軸１６として構成された端部が突入している。

この場合、前記多角形軸１６の角縁間の間隔は、前記ブシュ１５の孔の直径に相当している。

前記ブシュ１５に、このブシュ１５の長手方向に対して直角に、該ブシュ１５の直径方向で互いに向き合う２つの溝１７が形成されており、これらの溝１７はブシュ１５の接線方向に形成されていて、溝１７の深さは、これらの溝１７の底部の面が、スパナ面１８のうちの１つと同じ平面に延びる程度の深さを有している。

互いにほぼ平行に延在する２つのばね脚２１を備えたクランプばね２０は、それぞれ１つのばね脚２１が前記２つの溝１７の一方の中に延在し、これらの溝１７の溝底部にもまた前記多角形軸１６のスパナ面１８にも当接するように、ブシュ１５に被せ嵌められている。

これによって、ブシュ１５と多角形軸１６とは、摩擦結合（摩擦による束縛）式に回転運動を伝達するように互いに連結されているので、電動モータ７によって駆動ピニオン８に加えられる回転運動は、フェースギヤ伝動装置１０とサイクロイドギヤ伝動装置１１とによって形成された伝動装置ユニット及び歯付きセグメント１３を介して軸受ピン３に伝達され、この軸受ピン３を介してディスプレイ１に伝達される。

ディスプレイ１を固定することによってディスプレイ１の旋回運動は阻止されると、克服しようとするトルクが高められ、クランプばね２０のばね脚２１が外方に拡がり、これによって相対回動不能な結合（一緒に回転する結合）が解除される。

回転運動を阻止することは、物体又は身体部分（例えば人間の指）がディスプレイ１の旋回領域内に達して、ディスプレイと組み付け枠５又はダッシュボードとの間に緊締されることによって可能である。軸受ピン３をブシュ１５から外すことによって、物体又は身体の一部を著しく損傷させることはない。

しかしながら、図示の作動位置においても、駆動されていないディスプレイ１を旋回方向に負荷することができる。ディスプレイ１を旋回方向に負荷することによって、クランプばね２０による摩擦結合が解除され、それによって駆動装置に損傷が避けられる。

図１０及び図１１に示した実施例においては、歯付きセグメント１３の代わりに、段付き孔２３を有する歯車２２が設けられている。

段付き孔２３内に軸受ピン３が突入し、この軸受ピン３は半径方向の拡張部２４を備えており、この拡張部２４の、段付き孔２３の径の大きい孔２５から径の小さい孔２６への半径方向の移行部に面した面に摩擦面２７が形成されている。

摩擦面２７とは反対側の、半径方向の拡張部２４の面を負荷する圧縮コイルばね２８によって、摩擦面２７は、前記半径方向の移行部によって形成された対抗摩擦面に向かって負荷され、それによって図２乃至図４の実施例と同じ条件下で解除可能な、摩擦結合式の摩擦クラッチが形成される。

この場合、圧縮コイルばね２８は、その半径方向の拡張部２４と反対側の端部で以て、段付き孔２３の径の大きい孔２５に堅固に配置された支持リング２９に支えられる。

図１２に示した実施例においては同様に、歯付きセグメントの代わりに歯車２２′が設けられている。

歯車２２′に対して同軸的に、ディスク状の構成部３０が設けられており、この構成部３０は、軸受ピン３に相対回動不能（つまり一緒に回転するように）に結合されている。

ディスク状の構成部３０の外周部に均一に分配配置された複数のチャンバ３１が形成されており、これらのチャンバ３１内に球体状の噛み合い爪３２が軸方向可動に配置されている。

前記歯車２２′の、前記複数のチャンバ３１が設けられているピッチ円上に図示していない複数の凹部が形成されており、これらの凹部内に、金属製の噛み合い爪３２の外周部の一部が、歯車２２′内に配置された永久磁石（図示せず）によって引き込まれるようになっているので、歯車２２′と、軸受ピン３に堅固に結合されたディスク状の構成部３０との間に、磁力によって生ぜしめられる噛み合いクラッチが形成される。この噛み合いクラッチは、図２乃至４の実施例と同じ条件下で解除可能である。

Claims (14)

1. 構造ユニットを回転軸を中心にして回転駆動又は旋回駆動させるための駆動装置であって、電動モータが設けられており、該電動モータが駆動軸に配置された駆動ピニオンを有していて、該駆動ピニオンによって、伝動装置を介して、駆動軸に対して直角方向に延在する被駆動軸が回転駆動せしめられ、該被駆動軸の回転運動が前記構造ユニットの回転軸に伝達されるようになっている形式のものにおいて、
   前記伝動装置が、駆動軸の駆動ピニオン（８）によって回転駆動せしめられるフェースギヤ伝動装置（１０）と、該フェースギヤ伝動装置（１０）に後置接続されたサイクロイドギヤ伝動装置（１１）とを有しており、該サイクロイド伝動装置（１１）によって前記被駆動軸が回転可能に駆動されるようになっていることを特徴とする、駆動装置。
2. 前記被駆動軸と前記構造ユニットの回転軸（１４）との間に、摩擦結合式のクラッチが配置されている、請求項１記載の駆動装置。
3. 前記構造ユニットの回転軸（１４）が、スパナ面（１８）を有する多角形軸（１６）であって、該多角形軸（１６）が、前記被駆動軸によって回転駆動せしめられるブシュ（１５）の円筒形の孔（１９）内に突入し、この場合、前記多角形軸（１６）の複数の角縁の互いの間隔が、前記ブシュ（１５）の円筒形の孔（１９）の直径に相当し、かつ前記ブシュ（１５）が、該ブシュ（１５）の円筒形の孔（１９）と交差する単数又は複数の切欠を有しており、これらの切欠内に突入する、半径方向で内方に向かってプリロードをかけられた複数のばねを有しており、これらのばねがプリロードをかけられて、多角形軸（１６）のスパナ面（１８）にも、また前記切欠の壁部にも当接している、請求項２記載の駆動装置。
4. 前記切欠が、前記多角形軸（１６）の長手方向に対して直角に延在する、接線方向の溝（１７）であって、該溝（１７）の底部が、多角形軸（１６）の前記スパナ面（１８）に対して平行な面に延びている、請求項３記載の駆動装置。
5. 前記ばねがクランプばね（２０）であって、該クランプばね（２０）がばね脚（２１）と共に前記切欠内に突入する、請求項４記載の駆動装置。
6. 前記ブシュ（１５）内に、直径方向で互いに反対側に２つの切欠が形成されており、これらの切欠が、互いに平行に延在する壁部を有しており、それぞれ１つのばね脚（２１）が、前記複数の壁部のうちの１つに、及び前記スパナ面（１８）のうちの１つにプリロードをかけられて当接している、請求項５記載の駆動装置。
7. 摩擦結合式のクラッチが摩擦クラッチである、請求項２記載の駆動装置。
8. 前記構造ユニットの回転軸（１４）又は、前記構造ユニットに相対回動不能に結合された構成部が摩擦面（２７）を有しており、該摩擦面（２７）が、ばねプリロードによって、前記被駆動軸の対抗摩擦面に、又は前記被駆動軸によって回転駆動せしめられる構成部の対抗摩擦面に当接する、請求項７記載の駆動装置。
9. 前記摩擦クラッチが磁力摩擦クラッチである、請求項２記載の駆動装置。
10. 前記磁力摩擦クラッチが噛み合いクラッチであって、該噛み合いクラッチの、前記構造ユニットの回転軸（１４）に配置され、かつ可動にガイドされた噛み合い爪（３２）が、永久磁石の磁力によって前記被駆動軸の対応する切欠内に、又は前記被駆動軸によって回転駆動可能な部材の対応する切欠内に負荷されている、請求項９記載の駆動装置。
11. 伝動装置の被駆動軸上に配置された被駆動ピニオン（８）によって、前記構造ユニットの回転軸（１４）を中心にして回動可能、かつ前記構造ユニットと相対回動不能に結合された歯車（２２，２２′）又は歯付きセグメント（１３）が回転駆動可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の駆動装置。
12. 前記歯車（２２，２２′）又は歯付きセグメント（１３）と前記構造ユニットの回転軸（１４）との間の回転接続部に摩擦結合式のクラッチが配置されている、請求項１１記載の駆動装置。
13. 前記構造ユニットが、表示器、特に自動車の電気光学式のディスプレイ（１）である、請求項１から１２までのいずれか１項記載の駆動装置。
14. 前記ディスプレイ（１）が、自動車のダッシュボードに配置されていて、閉じられた非作動位置と開かれた作動位置との間で旋回可能に駆動されるようになっている、請求項１３記載の駆動装置。

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