CN103363460B - 用于光学组件的截止机构和包括该机构的光学组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于光学组件的截止机构(5)，该截止机构包括壳体(100)和驱动电动机(30)，该驱动电动机设有电枢电阻并设置为使得光束截止遮蔽件(10)运动，该壳体(100)由塑性材料制成，其中，电枢电阻在25‑120欧姆之间。本发明还涉及一种包括该截止机构(5)的光学组件。

Description

用于光学组件的截止机构和包括该机构的光学组件

技术领域

本发明涉及一种用于光学组件的截止机构和包括该截止机构的光学组件。所述光学组件尤其用于***到汽车探照灯中，特别是一种椭圆前大灯，其设置在汽车的前部。

背景技术

该光学组件具有在反射器上投射光的光源。光然后反射到透镜上从而以光束的形式反向并使其返回到车辆外部。该光学组件还包括能够或多或少地阻挡光束的截止机构。

已知使用包括可旋转截止遮蔽件的截止机构，该遮蔽件是电动操作的，以便按预定从第一角度位置移动到第二角度位置，其中在第一角度位置，其为了限制探照灯的范围为近光，从而避免从对面方向来的另一个驾驶员眩目而阻挡了一部分光束，而在第二角度位置，其没有阻挡光束，则探照灯的范围对应于远光。

还有所谓的多功能探照灯，其中截止遮蔽件可以采用两个以上的角度位置，以便有选择地阻挡光束。

该遮蔽件是通过致动器电动操作的，该致动器包括电动机。该电动机包括定子和设有一组线圈的转子，也称之为电枢绕组或电枢。该电枢表现为缠绕的导线，并由此为电阻，所谓的电枢电阻，对应于导线的电阻。

电动机安装在截止机构的塑料壳体上。由于光学组件内部可以获得减小的空间，以使电动机定位其中，已知使用小尺寸电动机，其可获得用于线圈和由此的导线的减小的体积。导线长度由此受限。实际上，与电动机转矩成正比的导线横截面积不能缩小超过阈值，该阈值能够使电动机表现出足够的转矩以运行截止遮蔽件。如今，导线的电阻、即与导线长度成正比的电枢电阻，这种“小”电动机由此表现出弱电枢电阻，即，低于25欧姆。

因此，对于给定电压，流过电动机的电流强度较大，且后者由此引起大量电力浪费，其导致了明显的电动机自身发热。这种自身发热现象被特别限定为所谓的自身发热温度。

此外，由光源和通过透镜进入光学组件的太阳光产生的热量影响光学组件的内部环境并且由此电动机发热。这种发热现象特别的限定为所谓的环境温度。

电动机的自身发热是重要的，由电动机到达的温度，换言之，环境和自身发热温度的总和也是重要的，其有可能损害电动机安装在其上的塑料壳体。

为了纠正这种不利，已知的是在光学组件中设置与电动机一起的电子板。该电子板实际上减小了流过电动机的电流强度并且由此电动机的热量会有所消散。然而，这种设置既昂贵又笨重。

另一个已知的解决方法为选择由金属制成的壳体，因为金属耐高温，但是这种材料的不利在于其既重又昂贵。

发明内容

本发明由此意在改善这种状况。

事实上，本发明提出了一种用于光学组件的截止机构，该截止机构包括壳体和驱动电动机，该驱动电动机设有电枢电阻并设置为使得光束截止遮蔽件运动，该壳体由塑性材料制成，其中，电枢电阻在25-120欧姆之间。

由此，由于电动机电枢电阻的增大超过25欧姆，其意在减小流过导线的强度并且由此减小电动机需要消耗的功率。由此，不必再设置与电动机一起的电子板。电动机的自身发热温度由此介于15-90℃之间，更优地介于30-50℃之间。这样，当光学组件的光源操作时，电动机温度保持低于220℃。电动机支撑壳体能因此从抵抗这种温度的塑性材料中选择，例如PES(聚乙烯硫化物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)。

导线长度的增加具体由电动机尺寸的增加而获得。这种尺寸由通过截止机构占用的最大空间来限定，导线的横截面积特别缩小，从而增大其长度。这样的结果是电动机转矩减小。超过120欧姆的电枢电阻，电动机然后表现为不能足够驱动截止遮蔽件的转矩和/或不能与用于截止机构的光学组件内部的可用空间相容的尺寸。

在本发明的有利实施例中，所述电枢电阻在40-90欧姆之间。在一种具体的有利方式中，所述电枢电阻基本上等于55欧姆。术语″基本上″表示目标值左右15％的公差。

根据本发明的一有利实施例，所述电动机包括至少三个线圈。该电动机尤其包括三个线圈。电动机中至少三个线圈的存在能够使电动机比例如具有两个线圈的电动机具有更恒定的转矩。至少三个线圈的存在能够驱动连接至小齿轮的电机轴转过大半圈，即，超过180°，与仅具有两个线圈的电动机相反。三个线圈的存在能够驱动电机轴超过大半圈，即使从电机轴还没有转动的状态开始。由于三个线圈的存在，通过小齿轮被传输到遮蔽件的该旋转运动可以减速，同时在第一和第二角度位置之间提供遮蔽件的足够旋转，即，遮蔽件的旋转大于60°。由于减速，必须驱动遮蔽件的转矩不再那么重要，其能够进一步减小导线的横截面积并且由此增大电枢电阻，具体到120欧姆。

根据本发明的一实施例，所述机构包括所述截止遮蔽件。

在本发明的一有利实施例中，电动机的所述小齿轮通过齿轮驱动所述截止遮蔽件，遮蔽件的旋转角度小于小齿轮的旋转角度。该齿轮例如为内部齿轮。该内部齿轮能够增大用于截止机构内部的电动机的可获得的空间，特别是相对于提供了外部齿轮的方案。其然后可能选择一个更大的电动机，其具有更有效的电枢电阻而不增大光学组件占用的整体空间。

有利地，电动机的小齿轮和该齿轮之间的齿轮比在1/5-1/2之间。尤其是等于1/3。

在本发明的一个实施例中，所述遮蔽件主要在第一平面中延伸，所述遮蔽件具有相对于所述第一平面以按照与所述遮蔽件的转动轴线平行的轴旋转的倾斜部分。该倾斜部分能够使遮蔽件在不接触电动机的情况下启动。由此，能够增大用于截止机构内部的电动机的可用空间。然后有可能选择一种更大的电动机，其具有更有效的电枢电阻而不需要增大光学组件占用的整体空间。

根据本发明的一个示范性实施例，所述遮蔽件设置为构成在垂直位置和倾斜位置之间旋转75°。

在本发明的一个实施例中，电动机的长度大于26mm。有利的，该电动机的直径大于21mm。电动机体积的增大，即其长度和/或其直径的增大尤其可能增大电枢电阻。

本发明还涉及一种包括如上所述的截止机构的光学组件。

附图说明

本发明的其他特征和优点将在以下对根据本发明的光学组件的示范性实施例的描述中参照附图进一步更好的呈现，其中：

图1是具有截止机构的光学组件的立体图；

图2是该截止机构的立体分解图；

图3是图2所示截止机构装配完成后的立体图；

图4是根据本发明的电动机内部和截止遮蔽件的侧示意图图；以及

图5是根据本发明的电动机和截止遮蔽件的侧视图。

具体实施方式

图1能够说明本发明的光学组件1。在该光学组件中有产生光束的光源2，该光束由光反射器3反射。该光束然后投射到透镜4上，该透镜4将其反转并使其返回到车辆前方的道路上，光学组件定位在其中。该透镜4设置在透镜架7上。这里的光源是卤素灯。

截止机构5设置在反射器3与透镜4之间。该截止机构5能够阻挡或多或少的光束，以便响应车辆用户的命令或自动命令，从而对道路采用不同的照明模式。该截止机构5包括驱动电动机，特别是直流电动机。

如图4示出的，电动机30包括定子101，其也被称作为感应器和转子102。当电动机30运行时，定子101产生驱动转子102绕纵轴A旋转的磁场。该施转运动接着被传递到电动机小齿轮。该电动机30包括例如至少三个线圈103。这里探讨转子102的线圈103，也可以被叫做电枢线圈或电枢。该线圈103包括导线104，尤其是由铜制成的，并呈现电阻，称之为电枢电阻。电动机30由此设有电枢电阻。

现在将参照图2和3更详细地描述截止机构5。在下文的描述中，术语前、后、右、左、上和下都是相对于车辆的正向限定的，即，相对于图2上的箭头方向80。

电动机30被设置成引起用于光束的截止遮蔽件10的运动。电动机30使遮蔽件10根据多种位置定位，这里根据两个位置，从而或多或少地阻挡光束。为了实现这个功能，电动机30包括驱动小齿轮31。这种小齿轮31连接到用于驱动遮蔽件10运动以及作为进一步的解释特别是旋转运动的内部齿轮14上。根据本发明，电枢电阻在25-120欧姆之间，尤其是在40-90欧姆之间，以及更尤其是基本上为55欧姆。这种电枢电阻尤其由横截面积基本上等于0.09mm的导线获得。在此情况下，当电动机包括三个线圈时，它们中的每一个包括例如基本上700匝数的该导线。

电动机操作电压例如在9-16V之间。由电动机消耗的功率在1-4瓦特之间。电动机的自身发热温度然后限于90℃，并且尤其到50℃。

电动机30包括顶面32、背面33、底面34、正面35、右面36和左面37。彼此相对的顶面32和底面34具有曲线形状。它们限定了圆柱部分，其轴位于电动机30的中心，即这里的小齿轮31的中心。电动机30然后呈沿着正面35和背面33的水平面切割的圆柱状。

在电动机30的右部分设置了连接区域39，其设置为使电动机30与能源例如电流源(未示出)连接。由此，连接区域39由电动机30的右面36和位于电动机30的右部分的顶面32、背面33、底面34和正面35的一部分限定。

电动机30具有小于35mm的长度，尤其是基本上等于30.5mm。它具有小于30mm的直径，例如基本上等于24.2mm。超过一个和/或另一个这种尺寸，电动机会存在重的和/或昂贵的缺点。为了实现高于25欧姆的电枢电阻的目的，电动机具有大于26mm的长度和/或大于21mm的直径。电动机的长度是沿着经过小齿轮31的电动机的轴测量但是不包括该小齿轮的长度。电动机的长度然后为左面37和右面36之间的距离。

小齿轮31位于电动机30的左面37的水平面上。其安装在驱动轴38上，该驱动轴38相对于电动机30的左面37突出并且基本上位于电动机30的左面37的中间。

截止机构5包括壳体100，尤其是由塑性材料形成的。这种壳体100包括基本上矩形的框架50，使其具有四个互连的分支，所谓的上支51、左支52、下支53和右支54。该壳体100还包括电动机架40。

电动机30安装在壳体100上，尤其是位于电动机架40的水平面上。一旦截止机构5安装在光学组件中，该电动机架40位于框架50的中心并且面向框架50的背面，即，在电动机和光源之间。

该电动机架40包括与电动机30的底面34相对的底壁41、与电动机30的背面33相对的后壁或底面42、顶面32的背面部分和底面34的背面部分，使得电动机30接触后壁42。电动机架40还包括U形右壁43、U形的中央支垂直向后设置并且U形的两侧支之间基本上平行，水平和垂直向后。电动机架40的右壁43由此限定一个凹口，在其内部通过其将电动机与电流源连接的连接区域39的凸起部(非可见的)被***并且与电动机架40的一部分一体形成。同样地，电动机架40包括U形左壁44，U形的中央支垂直向后设置并且U形的两侧支之间基本上平行，水平和垂直向后。电动机架40的右壁43由此限定一个凹口，在其内部包括小齿轮31的轴38可以被***，小齿轮31然后越过电动机30的架子40向左突出。

截止机构5还包括面向电动机30的架子40的后壁42的外侧的隔热屏60，即，垂直向后侧。隔热屏60由此位于电动机架40和光源之间。其由金属制成使其保护电动机架40和电动机30免受光源散发的热量。

截止遮蔽件10属于截止机构5。其设置成阻挡或多或少的光束，即切断或多或少的光束。该遮蔽件主要沿着第一平面延伸。该遮蔽件10在这里可以根据两个位置定位，阻挡部分光束并且相应于近光的第一位置，和未阻挡光束并且相应于远光的第二位置。在其第一位置上，截止遮蔽件10依基本上垂直的平面延伸，然而，在其第二位置上，依基本上水平的平面延伸，例如相对于垂直方向基本上倾斜75°。其在这里是双功能截止机构5。

截止遮蔽件10定位为与光源相对。它安装在遮蔽件架11上，该架11包括具有内部齿轮14的第一部分12，其位于遮蔽件10的第一纵向端的水平面上，以及具有复位弹簧15的第二部分13，该复位弹簧15有助于在第一位置上，即在其基本上垂直的位置上将遮蔽件复位，第二部分13位于遮蔽件10的第二纵向端的水平面上。截止遮蔽件10由钢制成，从而抵抗由光源发射的强热量，而遮蔽件架11的第一部分12和第二部分13都由塑料形成，这是因为它们相对于光源离开中心并且由此比遮蔽件10更少的暴露给光源发射的热量。然而第二部分13的弹簧15由金属制成。第一纵向端位于遮蔽件10的左部分，而第二纵向端位于遮蔽件10的右部分。

第二部分13包括紧压遮蔽件的夹21，通过后者的底面和两个边，即后者将其紧压在遮蔽件10的正面和背面上从而支撑它。第二部分13的夹21从第二部分13包括的臂22的水平面开始，平行于遮蔽件10的纵向伸长轴延伸。在位于右部分的臂22的顶部的水平面上，具有向右延伸超过遮蔽件10的突出体23。弹簧15在这旋绕第二部分13的臂22并且向第二部分13的夹21施加回复力。

遮蔽件架11的第一部分12包括基本上为平行六面体的中心体16，夹17从中心体16开始从底面紧压遮蔽件10从而支撑它。第一部分12的夹17类似于第二部分13的夹，即它紧压遮蔽件10的正面在后者的背面上。架11的第一部分12还包括相对于中心体16向左部分突出的突出体18，并且向左部分延伸超过遮蔽件10。

两个臂也从中心体16开始，所谓的第一和第二臂19、20。第一臂19在与遮蔽件10共同的平面中延伸，垂直于遮蔽件10的纵向伸长方向。第二臂依垂直于遮蔽件10延伸的平面延伸，即，垂直于第一臂19。内部齿轮14连接第一臂19和第二臂20并且具有基本上圆形的形状使得它形成第一和第二臂19、20之间的四分之一圆。

电动机30的小齿轮31和齿轮14之间的齿轮比在这儿等于1/3。至少三个线圈的存在能够驱动小齿轮关于其旋转轴超过180°，当齿轮比是1/3时，从而驱动截止遮蔽件绕其旋转轴超过60°。由于360°的旋转，小齿轮将能驱动截止遮蔽件旋转120°。齿轮比当然可以根据电动机转矩和/或要求的遮蔽件旋转是不同的。齿轮比尤其在1/5和1/2之间。

事实上齿轮14具有启动电动机30相对于框架50向后移动的内部齿轮并且由此减少机构截止5占用的空间同时保持遮蔽件10的旋转驱动必需的1/3的齿轮比。

遮蔽件架11安装在框架50上。在框架50的右支54上设置有凹槽，其具有向前面部分的扩口形状并且在后端的水平面上提供开口56，其设置为接收架的第二部分13的突出体23。遮蔽件架11的第二部分的突出体23由此被从前到后直到其进入开口56的***凹槽55中。同样的，在框架50的左支52上具有与右支54的凹槽类似形状的凹槽57，即具有向前的扩口形状并且具有在后端的水平面上开口(非可见的)，其设置为接收架的第一部分12的突出体18。

此外，框架50包括分布在支51、52、53、54上的钻孔并且其设置为在光学组件中安装截止机构5。

应该注意的是这里遮蔽件10包括由突出体18、23限定的旋转轴。这种旋转轴相对于电动机30的旋转轴，即小齿轮31的旋转轴偏移。遮蔽件30的旋转轴沿着纵轴具***于电动机旋转轴上方。

图4和5示出了本发明一特别有利的实施例，根据该实施例，遮蔽件提供了倾斜部分71。图4图解了遮蔽件10在其第一位置中，即在其垂直位置中。该垂直位置相应于截止遮蔽件阻挡光束从而限制探照灯的范围为近光的位置。图5表示了遮蔽件10在第二位置中，即，在相对于垂直方向基本上75°的倾斜位置。该倾斜位置相应于其中未阻挡或基本上不阻挡光束，探照灯的范围然后相应于远光的位置。

倾斜部分71位于遮蔽件10的中心区域。该中心区域在这儿位于电动机30的上方。倾斜部分71占用遮蔽件10的下边，即，接近电动机30的边。其向截止机构的后方倾斜。其相对于平行于遮蔽件的旋转轴的旋转轴倾斜。遮蔽件10还包括在第一平面内延伸的平面壁72。该平面壁72在这儿位于倾斜壁71的上方。平面壁72的一部分，所谓的第一和第二短小突出部73在倾斜壁71的任一部分上延伸，即，倾斜壁71的每个纵向端侧。片74将倾斜壁71的纵向端部与短小突出部73连接。短小突出部73位于电动机30的任一部分上，即，超过电动机30的左侧和右侧。当遮蔽件10改变其位置时，短小突出部73由此不会接触到电动机30。

遮蔽件10的倾斜部分71允许，当遮蔽件处于其垂直位置时，光束被充分阻挡从而使得探照灯以近光照亮道路。其使遮蔽件绕其旋转轴执行基本上75°的旋转运动而没有接触到电动机。这种旋转允许遮蔽件10到达其第二位置并且不再阻挡光，从而允许探照灯以远光照亮道路。这个倾斜由此使释放电动机适用的一些空间成为可能，无论遮蔽件在什么位置上。

这主要是由于内部齿轮和/或遮蔽件的形状，即由于该倾斜部分，才能够将更大尺寸的电动机设置在壳体中而不改变光学组件占用的空间。

Claims (12)

1.一种用于光学组件的截止机构(5)，所述截止机构包括壳体(100)和驱动电动机(30)，所述驱动电动机设有电枢电阻并设置为使得光束截止遮蔽件(10)运动，所述壳体(100)由塑性材料制成，其特征在于，所述电枢电阻在25－120欧姆之间。

2.如权利要求1所述的截止机构(5)，其特征在于，所述电枢电阻在40－90欧姆之间。

3.如权利要求1或2所述的截止机构(5),其特征在于，所述电枢电阻大致为55欧姆。

4.如权利要求1或2所述的截止机构(5),其特征在于，所述驱动电动机(30)包括至少三个线圈。

5.如权利要求1或2所述的截止机构(5)，其特征在于，所述截止机构(5)包括所述光束截止遮蔽件。

6.如权利要求5所述的截止机构(5)，其特征在于，所述驱动电动机(30)的小齿轮(31)通过齿轮(14)驱动所述光束截止遮蔽件(10)，所述光束截止遮蔽件的旋转角度小于所述小齿轮的旋转角度。

7.如权利要求6所述的截止机构(5)，其特征在于，所述驱动电动机(30)的小齿轮(31)与所述齿轮之间的齿轮比在1/5－1/2之间。

8.如权利要求5所述的截止机构(5)，其特征在于，所述光束截止遮蔽件(10)主要在第一平面中延伸，所述光束截止遮蔽件(10)具有相对于所述第一平面以按照与所述光束截止遮蔽件的转动轴线平行的轴旋转的倾斜部分(71)。

9.如权利要求5所述的截止机构(5)，其特征在于，所述光束截止遮蔽件(10)设置为在垂直位置与倾斜位置之间至少旋转75°。

10.如权利要求1或2所述的截止机构(5)，其特征在于，所述驱动电动机的长度大于26mm。

11.如权利要求1或2所述的截止机构(5)，其特征在于，所述驱动电动机的直径大于21mm。

12.一种光学组件(1)，其特征在于，它包括如权利要求1到11中的任一项所述的截止机构(5)。