NL1009735C2

NL1009735C2 - Stappenmotorcombinatie en spiegel voor een voertuig, voorzien van een dergelijke stappenmotorcombinatie.

Info

Publication number: NL1009735C2
Application number: NL1009735A
Authority: NL
Inventors: Onno Dirk Oenema; Jean Armiroli; Gillian Escandell; Oswin Vogl
Original assignee: Iku Holding Montfoort Bv
Priority date: 1998-07-24
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2000-01-25
Also published as: WO2000005803A1; AU5071999A

Description

VO 2232

Titel: Stappenmotorcombinatie en spiegel voor een voertuig, voorzien van een dergelijke stappenmotorcombinatie.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een stappenmotorcombinatie voor plaatsing op een montagedeel, waarbij elke stappenmotor is voorzien van een aantal met een of meer kerndelen samenwerkende, elektrisch 5 aangestuurde spoelen en een ten opzichte hiervan roteerbaar magneetlichaam.

Stappenmotoren en combinaties van stappenmotoren zijn reeds geruime tijd bekend en alom in de handel verkrijgbaar. In het bijzonder wanneer een aantal van deze 10 stappenmotoren moet worden aangebracht op een montagedeel in een relatief klein huis, zoals bijvoorbeeld het in of [ aan een voertuig te bevestigen huis voor een elektrisch " bestuurd spiegelend element van een binnen- of buitenspiegel, dan nemen deze stappenmotoren, ondanks dat ζ 15 deze in kleine afmetingen te verkrijgen zijn, door hun vorm toch te veel ruimte in beslag. Bovendien zijn zij relatief “ duur.

De uitvinding beoogt dan ook dit nadeel althans in ï aanzienlijk mate op te heffen en met name een : 20 stappenmotorcombinatie te verschaffen die geschikt is voor “ montage in het huis van een aan een voertuig te bevestigen spiegelend element en die bovendien goedkoop is. ^

Overeenkomstig de uitvinding heeft daartoe de stappenmotorcombinatie, zoals deze in de aanhef is 25 omschreven, het kenmerk, dat twee of telkens twee naast T

elkaar op het montagedeel aangebrachte stappenmotoren ten I

minste een spoel gemeenschappelijk hebben.

Alhoewel deze gemeenschappelijke spoel kan zijn = aangebracht om een voor de beide stappenmotoren 30 afzonderlijk aanwezig kerndeel, is het fabrikagetechnisch ~ en gezien vanuit kostenaspect gunstig wanneer twee of telkens twee naast elkaar op het montagedeel aangebrachte _ stappenmotoren tevens ten minste het kerndeel dat 1009735 2 samenwerkt met de gemeenschappelijke spoel gemeenschappelijk hebben.

Om te voorkomen dat een lekfluxstroom tussen de spoelen van eenzelfde stappenmotor optreedt, is voorts elke 5 spoel van eenzelfde stappenmotor om een bijbehorend kerndeel aangebracht. Dat via het gemeenschappelijk kerndeel een lekfluxstroom mogelijk wordt tussen twee stappenmotoren kan hierdoor uiteraard niet worden voorkomen; hiervoor dienen afzonderlijke, op de specifieke 10 toepassing van de stappenmotorcombinatie gerichte maatregelen te worden genomen, waarop in het hiernavolgende nader wordt ingegaan.

In een eerste uitvoeringsvorm van de stappenmotorcombinatie wordt het roteerbaar magneetlichaam 15 gevormd door een ringvormig element waarbinnen een kerndeel is gelegen, terwijl daarbuiten de verdere kerndelen zijn gelegen, een en ander zodanig dat bij een geschikte aansturing van de spoelen het ringvormig element door de luchtspleten tussen het binnen het ringvormig element 20 gelegen kerndeel en de daarbuiten gelegen kerndelen roteert.

In een tweede uitvoeringsvorm heeft de stappenmotorcombinatie het kenmerk, dat een kerndeel wordt gevormd door twee boven elkaar gelegen plaatdelen die door, 25 door de spoelen lopende, deel van het kerndeel uitmakende verbindingsdelen met elkaar zijn verbonden en die zijn voorzien van volgens een cilindervorm opgestelde meandervormig in elkaar grijpende, doch luchtspleten vormende uitstekende delen waarbinnen het magneetlichaam 30 bij een geschikte aansturing van de spoelen roteert.

Daar het montagedeel, in het bijzonder een montageplaat qua vorm veelal wordt bepaald door de ruimte j waarin deze dient te worden aangebracht, is het voor een zo efficient mogelijk gebruik van deze ruimte gunstig wanneer 35 de vorm van een of meer kerndelen is aangepast aan de vorm van het montagedeel waarop de stappenmotorcombinatie dient 100*735 3 te worden gemonteerd. In het bijzonder de vorm van de

kerndelen kan daarbij worden bepaald door de vorm van het J

montagedeel waarop de stappenmotorcombinatie moet worden aangebracht. Zo is het in een eenvoudige uitvoeringsvorm 5 van een stappenmotorcombinatie op een montageplaat, gunstig wanneer althans een deel van de omtrekvorm van de daarvoor in aanmerking komende kerndelen correspondeert met de omtrekvorm van de montageplaat. Wanneer de montageplaat een ronde vorm heeft, dan zullen de kerndelen over een deel van 10 hun omtrek een corresponderende ronding vertonen, wanneer de montageplaat hoekig is, dan zullen de kerndelen over een ; deel van hun omtrek deze hoekvorm volgen.

Voor het verstellen van een spiegelend element in een binnen- of buitenspiegel van een voertuig wordt reeds 15 geruime tijd gebruik gemaakt van elektrische verstelmiddelen, welke tot op heden veelal om financiële redenen zijn voorzien van dc-motoren. Deze verstelmiddelen grijpen, voor het verdraaien van het spiegelend element rond elk van twee onderling loodrechte assen, een drager 20 voor dit spiegelend element aan in twee desbetreffende punten die zijn gelegen op een bepaalde afstand van het ; scharnierpunt van het spiegelend element op genoemde assen.

Deze afstand zal veelal voor de beide aangrijppunten gelijk zijn. De beide aangrijppunten bepalen dan tezamen met het · ; 25 scharnierpunt een gelijkbenige driehoek met een tophoek van 90°, waarvan de grootte afhankelijk zal zijn van de spiegel. In het bijzonder bepaalt de grootte van de benen de sterkte en de stabiliteit van de bevestiging van het spiegelend element in het huis van de spiegel. Bij 30 personenauto's, die veelal relatief kleine spiegels hebben, wordt dan ook volstaan met een kortere beenlengte dan bij j vrachtwagens, waarbij een ander en aanzienlijk groter type ; spiegels wordt gebruikt en waarbij de genoemde beenlengte, j om aan de eisen met betrekking tot sterkte en stabiliteit j 35 van de bevestiging van het spiegelend element in het huis j van de spiegel tegemoet te kunnen komen, dan ook groter zal 100^735 : 4 zijn. De uitvinding heeft dan ook in het bijzonder nog betrekking op een spiegel voor een voertuig, voorzien van een in of aan het voertuig te bevestigen huis, een hierin aangebracht rond twee in hoofdzaak onderling loodrechte 5 assen draaibaar spiegelend element en in het huis op een montagedeel aangebrachte verstelmiddelen, welke spiegel dan het kenmerk heeft, dat de verstelmiddelen voor het verdraaien van het spiegelend element rond de respectieve assen zijn voorzien van een stappenmotorcombinatie zoals 10 deze hiervoor is aangeduid.

Wanneer, met name in een dergelijke spiegel, één van de motoren wordt bekrachtigd, terwijl de andere motor onbekrachtigd blijft en derhalve een draaiing rond slechts een van de assen wordt verkregen, dan doet zich in het 15 geval dat de stappenmotoren een spoel met een kerndeel gemeenschappelijk hebben het probleem voor, dat door de bekrachtigde motor teven een magnetische flux wordt opgewekt in de niet-bekrachtigde motor, waardoor de niet-bekrachtigde motor kan gaan vibreren. Om dit nadeel op te 20 heffen, hebben de stappenmotoren het kenmerk, dat deze in de spiegel zodanig in, in hoofdzaak gelijke mate aangrijpen op de beide assen en de verstelmiddelen verder zodanig zijn uitgevoerd, dat, afhankelijk van een gelijk gerichte of een tegengesteld gerichte draaiing van de afzonderlijke 25 stappenmotoren in de ene of in de andere richting, een verdraaiing van het spiegelend element rond een van beide assen in een gewenste richting wordt verkregen. Voor een verdraaiing om een van de assen worden derhalve beide motoren bekrachtigd. De door de afzonderlijke 30 stappenmotoren aangedreven verstelmiddelen zijn dan als het ware onder een hoek van 45° ten opzichte van de beide assen werkzaam. Hierdoor wordt niet alleen het bovengenoemde vibreren van een niet-bekrachtigde motor voorkomen, doch wordt tevens de aandrijvende kracht van de beide motoren 35 tezamen met een factor V2 vergroot zodat met een kleiner 1009735 5 formaat stappenmotoren kan worden volstaan, waarbij dan voorts het geluidsgedrag van de motoren wordt verbeterd.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de 5 hand van de bijgaande tekening. In deze tekening toont:

Fig. 1 schematisch de opbouw van een stappenmotorcombinatie overeenkomstig de uitvinding, waarbij telkens twee stappenmotoren een spoel gemeenschappelijk hebben; 10 Fig. 2 schematisch de opbouw van een stappenmotorcombinatie overeenkomstig de uitvinding, waarbij twee stappenmotoren zowel een spoel als een kerndeel gemeenschappelijk hebben;

Fig. 3 op schematische wijze een eerste 15 uitvoeringsvorm van een stappenmotorcombinatie overeenkomstig de uitvinding;

Fig. 4A en 4B op schematische wijze een : bovenaanzicht, respectievelijk een zijaanzicht van een : tweede uitvoeringsvorm van een dergelijke 20 stappenmotorcombinatie op een rechthoekige montageplaat,-

terwijl in I

Fig. 5 op schematische wijze een ronde montageplaat I

met een stappenmotorcombinatie overeenkomstig de uitvinding ~ voor toepassing in het huis van een autospiegel is / ΕΞ 25 weergegeven.

In de figuren zijn gelijke delen met dezelfde Ξ verwijzingscijfers aangegeven.

In fig. 1 is een stappenmotorcombinatie weergegeven “ 30 die is samengesteld uit drie stappenmotoren 1, 2 en 3. De stappenmotor 1 is opgebouwd uit een roteerbaar magneetlichaam 4, een tweetal spoelen 5 en 6 en daarmee samenwerkende weekijzeren kerndelen 7 en 8. De stappenmotor = 2 is opgebouwd uit een roteerbaar magneetlichaam 9, de 35 spoel 6 en een verdere spoel 10 en, met deze twee Ξ laatstgenoemde spoelen samenwerkend, het genoemde kerndeel 10 0 S 7 3 5 6 8 en een verder weekijzeren kerndeel 11. De stappenraotor 3 is opgebouwd uit een roteerbaar magneetlichaam 12, de spoel 10 en een verdere spoel 13 en, met deze twee laatstgenoemde spoelen samenwerkend, het kerndeel 11 en een verder 5 weekijzeren kerndeel 14. Aangezien stappenmotoren reeds geruime tijd bekend zijn, behoeft op de werking daarvan hier niet worden ingegaan; verwezen zij naar Rummich c.s., Elektrische Schrittmotoren und -antriebe (Expert Verlag, 1992). Door met een bepaalde frequentie de spoelen te 10 bekrachtigen wordt in de desbetreffende kerndelen een magnetische flux opgewekt en ter plaatse van het magneetlichaam een magnetisch draaiveld dat het desbetreffend magneetlichaam stapsgewijs doet roteren. Uit de genoemde publikatie blijkt tevens dat gebruik kan worden 15 gemaakt van meer dan twee spoelen, elk bij voorkeur met een eigen kerndeel, terwijl het roteerbaar magneetlichaam niet beperkt behoeft te zijn tot een tweepolig lichaam,· bij voorkeur is zelfs een groot aantal polen aanwezig, zoals ook blijkt uit de in fig. 3 en 4 weergegeven 20 uitvoeringsvoorbeelden. Voorts kan de stappenmotorcombinatie ook slechts twee stappenmotoren omvatten, zoals in het hiernavolgende verder wordt beschreven of een willekeurig aantal dat steeds door een gemeenschappelijke spoel en eventueel tevens een 25 gemeenschappelijk daarbij behorend kerndeel met elkaar zijn gekoppeld. In fig. 2 zijn de stappenmotoren 1 en 2 weergegeven met alleen de spoel 6 gemeenschappelijk; elk van de beide stappenmotoren heeft twee kerndelen 7, 8 en 8', 11. De door de spoel 6 omwikkelde kerndelen 8, 8' zijn 30 * van elkaar gescheiden.

; In de in fig. 3 afgebeelde meer concrete uitvoeringsvorm is een stappenmotor 15 weergegeven, die is opgebouwd uit een roteerbaar magneetlichaam 16 in de vorm van een ringvormig element dat rondom is voorzien van een 35 groot aantal polen N (Noord),S (Zuid), N (Noord), enz. Binnen het ringvormige lichaam 16 bevindt zich een vast 1009735 7 opgesteld vierpolig weekijzeren kerndeel 17, terwijl buiten het ringvormig element 16 een tweetal kerndelen 18 en 19 aanwezig is en daarom gewikkelde spoelen 20 en 21. De spoel 20 en het daarmee samenwerkende kerndeel 18 zijn 5 gemeenschappelijk met een verder niet weergegeven tweede stappenmotor. Bij een geschikte aansturing van de spoelen roteert het ringvormig element 16 door de luchtspleten tussen het kerndeel 17 en de kerndelen 18 en 19.

In fig. 4A en 4B is een tweede uitvoeringsvorm van 10 een stappenmotorcombinatie afgebeeld. De combinatie toont een tweetal multipolige magneetlichamen 22 en 23, weekijzeren kerndelen 24, 25 en 26, waarbij het kerndeel 25 voor de beide stappenmotoren gemeenschappelijk is, en spoelen 26 en 27, waarbij de spoel 27 weer voor beide 15 stappenmotoren gemeenschappelijk is. Elk kerndeel bestaat I

uit een bovenplaat 28 en een benedenplaat 29. Deze platen I

zijn met elkaar verbonden door, door de spoelen 26 en 27 lopende verbindingsdelen 30. Voorts zijn de kerndelen voorzien van volgens een cilindervorm 31 opgestelde 20 meandervormig in elkaar grijpende uitstekende delen 32,

32'. Tussen telkens twee van deze uitstekende delen 32, 32' I

is een luchtspleet aanwezig. Voor elk van de stappenmotoren wordt daarbij steeds een magnetische fluxgeleiding verkregen vanaf een verbindingsdeel 30, een bovenplaat 28, - = 25 een hiermee verbonden uitstekend deel 32, de luchtspleet Γ tussen dit uitstekend deel 32 en een pool van het magneetlichaam 22, en via dit magneetlichaam 22 en de

luchtspleet tussen dit lichaam en een uitstekend deel 32' I

en een benedenplaat 29 terug naar het verbindingsdeel 30 of I

30 omgekeerd, afhankelijk van de aansturing van de :i desbetreffende spoel. Bij een geschikte aansturing van de spoelen 26 en 27 roteert het magneetlichaam 22 binnen de, een cilindermantel vormende uitstekende delen 32, 32'. In 7° deze uitvoeringsvorm zijn de kerndelen, in het bijzonder de 35 benedenplaten 29 daarvan aangebracht op een montageplaat 1_ 33, waarbij een deel van de omtrekvorm van de kerndelen \7 1009735 8 correspondeert met de omtrekvorm van de rechthoekige montageplaat 33.

In fig. 5 is een ronde montageplaat 34 weergegeven.

Op deze ronde montageplaat 34 is een stappenmotorcombinatie 5 aangebracht welke is opgebouwd uit een tweetal magneetlichamen 35 en 36, kerndelen 37, 38 en 39 en spoelen 40, 41 en 42. De spoel 41 en het kerndeel 38 zijn gemeenschappelijk voor de beide stappenmotoren. De hier afgebeelde montageplaat is bestemd voor inbouw in het huis 10 van een binnen- of buitenspiegel van een voertuig. Om de toch al kleine ruimte in het spiegelhuis zo goed mogelijk te benutten, is de vorm van de kerndelen 37, 38 en 39 aangepast aan de ronde vorm van de montageplaat 34. In het bijzonder correspondeert een deel van de omtrekvorm van elk 15 kerndeel met de ronde omtrekvorm van de montageplaat.

In het genoemde spiegelhuis is een van een spiegelend element voorziene draagplaat aangebracht, welke draagplaat beweegbaar is rond twee onderling loodrechte assen. De beweegbaarheid van deze draagplaat in het spiegelhuis wordt 20 gerealiseerd met behulp van in dit spiegelhuis op de montageplaat 34 aangebrachte stappenmotorcombinatie. De magneetlichamen 35 en 36 zijn elk met behulp van, slechts door een pijl aangegeven, overbrengingsmiddelen verbonden met een schroefspindel 43, respectievelijk 44. Deze 25 overbrengingsmiddelen kunnen op bekende wijze worden gevormd door een met een magneetlichaam verbonden worm, een in deze worm grijpend wormwiel en eventuele verdere tandwielen of soortgelijke overbrengingsmiddelen. Door de overbrengingsmiddelen kunnen de schroefspindels 43 en 44 in 30 hun lengterichting, loodrecht op de montageplaat 34, lineair heen en weer worden verplaatst, afhankelijk van de draairichting van de respectieve stappenmotoren. Aan corresponderende uiteinden van elke schroefspindel is een j kogelscharnier aangebracht, met behulp waarvan de 35 schroefspindels zijn verbonden met een van een spiegelend element voorziene draagplaat in een huis van de 1009735 9 autospiegel. Een en ander is uitvoerig beschreven in de *

Nederlandse octrooiaanvrage 10.07676, waarvan de inhoud als hier ingelast dient te worden beschouwd.

Wanneer in dit geval bijvoorbeeld de spoelen 40 en 41 5 op de juiste wijze worden bekrachtigd, wordt een rotatiebeweging van het magneetlichaam 35 verkregen. Door de in het kernde.el 38 opgewekte magnetische flux, kan in deze uitvoering, zonder dat tegenmaatregelen worden genomen en ook al wordt de spoel 42 in het geheel niet bekrachtigd, 10 een vibrerende beweging van het magneetlichaam 8' ontstaan.

Vandaar dat de magneetlichamen 35 en 36 beide worden gekoppeld met de beide schroefspindels 43 en 44.

Afhankelijk van de draaiingsrichting van de beide magneetlichamen 35 en 36 kunnen zich vier situaties 15 voordoen, die bij een juiste dimensionering het mogelijk maken dat door bekrachtiging van beide motoren ; tegelijkertijd toch een rotatie rond elk van de assen x, y afzonderlijk en in de beide richtingen mogelijk wordt.

Doordat de draaisnelheid van de stappenmotoren : 20 onafhankelijk is van hun belasting en slechts bepaald wordt door de frequentie van de aansturing van de spoelen, kan gemakkelijk worden gerealiseerd dat door elk van de ~ schroefspindels een kracht op de drager van het spiegelend element wordt uitgeoefend in een punt P, respectievelijk Q, * “ 25 dat is gelegen op een cirkel ter plaatse van een desbetreffende bisectrice blf respectievelijk b2, tussen de beide asrichtingen x, y, welke kracht bewerkstelligt dat, afhankelijk van de absolute en relatieve draaiingrichting van de beide stappenmotoren, de draaimomentcomponenten van ~

30 deze krachten rond de ene as elkaar opheffen en rond de andere as elkaar versterken en wel met een factor V2 ten opzichte van de situatie waarbij elk van de spindels een I

rotatie om één van de assen zou bewerkstelligen, en waarbij dus de aangrijppunten op de assen zelf zijn gelegen. I

35 De uitvinding is niet beperkt tot de hier aan de hand

van de tekening weergegeven uitvoeringsvormen, doch omvat I

1C077S5 : 10 allerlei modificaties hierop, uiteraard voor zover deze vallen onder de beschermingsomvang van de hiernavolgende conclusies. Bovendien is de toepassing van de stappenmotorcombinatie niet beperkt tot autospiegels. Zo is 5 het mogelijk om daar waar bijvoorbeeld een aantal assen, al dan niet parallel lopend aan of loodrecht op elkaar, motorische moeten worden aangedreven, de hiervoor gebruikte stappenmotoren aan te brengen op een montagedeel, waarbij ter wille van een ruimtebesparing bij gebruik van een 10 willekeurig aantal stappenmotoren altijd volstaan kan worden met minder spoelen en kerndelen dan het geval zou zijn als geen gemeenschappelijke componenten voor de stappenmotoren aanwezig zouden zijn. Deze ruimtebesparing wordt vergroot wanneer de kerndelen steeds zo veel mogelijk 15 worden aangepast aan de vorm van het montagedeel.

ίΟΟΡ'Υ'-:" i

Claims

1. Stappenmotorcombinatie voor plaatsing op een montagedeel, waarbij elke stappenmotor is voorzien van een aantal met een of meer kerndelen samenwerkende, elektrisch aangestuurde spoelen en een ten opzichte hiervan roteerbaar 5 magneetlichaam, met het kenmerk, dat twee of telkens twee naast elkaar op het montagedeel aangebrachte stappenmotoren ten minste een spoel gemeenschappelijk hebben.

2. Stappenmotorcombinatie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat twee of telkens twee naast elkaar op het 10 montagedeel aangebrachte stappenmotoren ten minste het kerndeel dat samenwerkt met de gemeenschappelijke spoel gemeenschappelijk hebben.

3. Stappenmotorcombinatie volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat elke spoel van eenzelfde stappenmotor om 1 15 een bijbehorend kerndeel is aangebracht.

4. Stappenmotorcombinatie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het roteerbaar ~ magneetlichaam wordt gevormd door een ringvormig element waarbinnen een kerndeel is gelegen, terwijl daarbuiten de I 20 verdere kerndelen zijn gelegen, een en ander zodanig dat “ bij een geschikte aansturing van de spoelen het ringvormig element door de luchtspleten tussen het binnen het ringvormig element gelegen kerndeel en de daarbuiten gelegen kerndelen roteert.

5. Stappenmotorcombinatie volgens een van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat een kerndeel wordt gevormd door twee boven elkaar gelegen plaatdelen die door, door de - spoelen lopende, deel van het kerndeel uitmakende _ verbindingsdelen met elkaar zijn verbonden en die zijn “ 30 voorzien van volgens een cilindervorm opgestelde :: meandervormig in elkaar grijpende, doch luchtspleten vormende uitstekende delen waarbinnen het magneetlichaam n bij een geschikte aansturing van de spoelen roteert. 1009735

6. Stappenmotorcombinatie volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vorm van een of meer kerndelen is aangepast aan de vorm van het montagedeel waarop de stappenmotoren dienen te worden gemonteerd.

7. Spiegel voor een voertuig, voorzien van een in of aan het voertuig te bevestigen huis, een hierin aangebracht rond twee in hoofdzaak onderling loodrechte assen draaibaar spiegelend element en in het huis op een montagedeel aangebrachte verstelmiddelen, met het kenmerk, dat de 10 verstelmiddelen voor het verdraaien van het spiegelend element rond de respectieve assen zijn voorzien van een stappenmotorcombinatie volgens een van de voorgaande conclusies.

8. Spiegel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de 15 stappenmotoren in de spiegel zodanig in, in hoofdzaak gelijke mate aangrijpen op de beide assen en de verstelmiddelen verder zodanig zijn uitgevoerd, dat, - afhankelijk van een gelijk gerichte of een tegengesteld gerichte draaiing van de afzonderlijke stappenmotoren in de 20 ene of in de andere richting, een verdraaiing van het spiegelend element rond een van beide assen in een gewenste richting wordt verkregen. * 1009735