JP2008032515A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ディスプレイの表示面の前方に配置されて表示面上の一部領域を囲むように視認される環状部材を、リードスクリュー一体型モータにより表示面に沿って移動させる構成を採用する上で、リードスクリュー一体型モータの振動によるリードスクリューとロータとのネジ結合部分における騒音の発生を抑制することができる表示装置を提供すること。
【解決手段】リング部材2に連結した移動部材42と、移動部材42の移動方向と同じ水平方向にスラスト移動可能なリードスクリュー一体型モータ47のリードスクリュー47aの先端47fとの連結機構48による連結部分を、移動部材42との間に架設したコイルスプリング48hにより付勢して、リードスクリュー47aを鉛直方向下方に付勢する。
【選択図】図5

Description

本発明は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示装置に関するものである。
例えば車両における各種表示を行うコンビネーションメータには、アナログ計器でそれまで表示していた情報を液晶ディスプレイ等によりデジタル表示するようにしたものがあるが(例えば特許文献1,2)、それらは単に液晶ディスプレイ等における表示内容を適宜切り換えるだけのものであり、表示が平面的であることからメリハリに欠けるという側面があった。
そこで本出願人は過去に、液晶ディスプレイの表示面の前方にその表示面に沿って移動可能に配置した環状部材により、液晶ディスプレイの表示面上の一部領域を囲むように表示面の前方から視認させる車両用表示装置を提案した(特許文献3)。
特開昭62−58112号公報 特開平11−248490号公報 特開2005−241626号公報
上記した環状部材を液晶ディスプレイの表示面の前方に移動方向に配置するに当たっては、その動力源となるモータの回転方向の動力を如何に簡便な構成で直線変換して環状部材に伝達するかが重要であり、それを実現する手法の一つとして、ロータに形成した雌ねじ部に螺合するリードスクリューをスラスト方向に移動させるリードスクリュー一体型モータを、環状部材の移動用駆動源として利用することが考えられる。
その場合には、噛み込み防止のためにリードスクリューとロータとのネジ結合部分に確保されたクリアランスが要因となって生じる、外部からの振動に伴うガタ付き音を、如何にして抑制するかが重要となる。
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、上記した車両用表示装置を始めとする、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等のディスプレイの表示面の前方に配置されて表示面上の一部領域を囲むように視認される環状部材を、リードスクリュー一体型モータにより表示面に沿って移動させる構成を採用する上で、リードスクリュー一体型モータの振動によるリードスクリューとロータとのネジ結合部分における騒音の発生を抑制することができる表示装置を提供することにある。
前記目的を達成するため請求項1に記載した本発明の表示装置は、ディスプレイの表示面の前方に、該表示面の表示の一部を囲む環状部材を配置し、該環状部材に連結された移動部材を移動用駆動源で駆動することにより、前記環状部材を前記表示面に沿って移動させるように構成した表示装置であって、前記移動用駆動源が、固定の支持部材に取り付けられたリードスクリュー一体型モータと、該リードスクリュー一体型モータのロータの駆動により該ロータに対してねじ結合されて前記環状部材の移動方向にスラスト移動するリードスクリューの先端を前記移動部材に連結する連結機構とを有しており、前記連結機構が、前記リードスクリューの先端と前記移動部材とのうち何れか一方に設けられたピンと、前記リードスクリューの先端と前記移動部材とのうち何れか他方に設けられて前記ピンを前記リードスクリューのスラスト移動方向に移動不能でかつ鉛直方向に移動可能に支持するピン支持部材と、前記ピン及び前記ピン支持部材のいずれかと前記移動部材との間に架設され、前記リードスクリューを鉛直方向上方又は下方に付勢する付勢手段とを有していることを特徴とする。
また、請求項2に記載した本発明の表示装置は、請求項1に記載した本発明の表示装置において、前記移動部材と重ねて配置され、該移動部材の移動範囲の両端位置において前記移動部材に当接するストッパ片を備えたガイド部材をさらに有している構成とした。
さらに、請求項3に記載した本発明の表示装置は、請求項1又は2に記載した本発明の表示装置において、前記リードスクリュー一体型モータが、前記リードスクリューの先端と前記ロータが収容されるモータ本体との間に架設されて該モータ本体から繰り出された前記先端側のリードスクリュー部分を覆う伸縮可能なベローズをさらに有しており、前記リードスクリューは、前記ベローズの伸長方向又は収縮方向に常時作用する該ベローズの復元力により前記リードスクリューのスラスト移動方向の一方に付勢されている構成とした。
また、請求項4に記載した本発明の表示装置は、請求項1、2又は3に記載した本発明の表示装置において、前記ピンと前記ピン支持部材との間に緩衝部材が介設されている構成とした。
請求項1に記載した本発明の表示装置によれば、環状部材と共にディスプレイの表示面に沿って移動する移動部材に連結機構を介して先端が連結されるリードスクリューと、固定の支持部材に取り付けられてリードスクリューを環状部材の移動方向にスラスト移動させるリードスクリュー一体型モータのロータとの、ねじ結合部分に生じる鉛直方向のクリアランスが、連結機構の付勢手段によるリードスクリューの鉛直方向上方又は下方への付勢により、その付勢方向の反対側に片寄せされる。
このため、外部からの振動に伴うロータとリードスクリューとのねじ結合部分におけるガタ付き音を抑制することができる。
また、請求項2に記載した本発明の表示装置によれば、請求項1に記載した本発明の表示装置において、移動部材と重ねて配置されて移動部材の移動範囲の両端位置においてガイド部材のストッパ片が移動部材に当接することから、ガイド部材に対する相対位置の調整のみによって移動部材の移動範囲を正確かつ容易に設定することができる。
さらに、請求項3に記載した本発明の表示装置によれば、請求項1又は2に記載した本発明の表示装置において、ロータが収容されるモータ本体から繰り出された先端側のリードスクリュー部分を覆うベローズの伸長方向又は収縮方向への復元力により、リードスクリューとロータとのねじ結合部分に生じるリードスクリューのスラスト移動方向のクリアランスが、ベローズの復元力の方向の反対側に片寄せされて、リードスクリューとロータとのねじ結合部分におけるバックラッシュが解消される。
このため、モータ本体から繰り出された先端側のリードスクリュー部分の防塵用のベローズを利用して、ロータの回転に伴うロータとリードスクリューとのねじ結合部分におけるガタ付き音を抑制することができる。
また、請求項4に記載した本発明の表示装置によれば、請求項1、2又は3に記載した本発明の表示装置において、リードスクリュー及び連結機構を介して移動部材乃至環状部材に伝達されようとする、ピンの突設方向におけるリードスクリュー一体型モータの振動が、移動部材に設けたピンとリードスクリューの先端に設けたピン支持部材との間、又は、リードスクリューの先端に設けたピンと移動部材に設けたピン支持部材との間に介設された緩衝部材によって、遮断吸収される。
このため、ピンの突設方向におけるリードスクリュー一体型モータの振動によって移動部材乃至環状部材がガタ付くのを防止することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1及び図2は、それぞれ、本発明の表示装置の一実施形態に係る車両用表示装置を示す前面分解斜視図及び裏面分解斜視図、図3は、車両用表示装置における移動機構の分解斜視図、図4は、移動機構の斜視図、図5(A)〜(D)は、それぞれ、移動機構の平面図、正面図、左側面図及び右側面図である。
図1及び図2において、車両用表示装置1は、リング部材(請求項中の環状部材に相当)2と、液晶ディスプレイ(以下、LCDと略記する。請求項中のディスプレイに相当)3と、リング部材2に連結されてリング部材2を移動させるための移動機構4と、裏ケース5とからなり、これらを組み付けて構成される。
リング部材2は、LCD3の表示面3aの前面のほぼ中央に配置され、LCD3の裏面に配置された移動機構4の駆動により、水平方向に直線移動可能になっている。
リング部材2は、不透明なプラスチック材料から形成され、中央に形成された円形の開口部2aにはレンズ6が嵌合されている。レンズ6は、凸型、凹型等のいずれの形状のものでも良いが、ここでは凸型レンズを用いている。
LCD3の表示面3aには、車両の走行状態を示す種々の情報を表示することができる。たとえば、表示面3aには、車両の走行状態の計測量を示す略円形の文字板及び指針に相当する表示意匠を表示面3aの中央位置に表示することができる。この表示意匠の例としては、エンジン回転数を指示するためのタコメータであり、その外周付近にタコメータ用目盛が表示される。また、エンジンをかけた時の実際のエンジン回転数計測量に対応して回転してタコメータ用目盛を指示する指針も表示される。円形文字板と指針の表示は、アナログ指示計器を構成する。表示面3aの中央位置以外の領域には、タコメータ以外のメータや関連情報等の表示が行われる。
車両用表示装置1は、リング部材2の移動に同期して、タコメータの表示意匠も表示面3aの中央位置から移動させ、タコメータの表示意匠が、常にリング部材2に囲まれるように表示させる。
次に、リング部材2の移動を行わせる移動機構4の構成について図3〜図5を参照して説明する。移動機構4は、LCD3の後方に配置され、ベース部材41と、ベース部材41に対して水平方向に移動可能に取り付けられ、LCD3の裏面側に上下に延在する移動部材42と、駆動源取付プレート(請求項中の支持部材に相当)43と、移動部材42の移動範囲を規定するガイドプレート44(請求項中のガイド部材に相当)とを有している。ベース部材41の上部及び下部は折り曲げられて、レール取付部41a,41aとされている。レール取付部41aには、レール45が取り付けられている。駆動源取付プレート43及びガイドプレート44は、ベース部材41にネジ止め固定される。
移動部材42は、LCD3の裏面側に上下に延在する基部42aと、基部42aの上下両端から折り曲げられてLCD3の上部及び下部方向に延出する一対の取付片42bとを有している。各取付片42bには、リング部材2の上部及び下部に設けられた取付部2bと、ベース部材41のレール45にスライド可能に嵌合するレール部材46とが取り付けられている。
ガイドプレート44は、ベース部材41にネジ止め固定される基部44aと、基部44aの左右両端から折り曲げて形成された左右のストッパ片44b,44c(請求項中のストッパ片に相当)とを有しており、この左右のストッパ片44b,44cは、移動部材42乃至リング部材2の最大移動許容長に移動部材42の基部42aの細幅部42cの幅寸法を加えた間隔をおいて形成されている。
このガイドプレート44をベース部材41に取り付け固定した後に、ベース部材41のレール45に移動部材42の取付片42bのレール部材46を取り付けることで、移動部材42の基部42aの細幅部42cがガイドプレート44の左右のストッパ片44b,44cの間に配置される。
移動部材42の基部42aの細幅部42cの左縁及び右縁には、ガイドプレート44の左右のストッパ片44b,44cに当接可能なストッパ片42d,42eがそれぞれ折り曲げて形成されており、このストッパ片42d,42eがガイドプレート44の左右の対応するストッパ片44b,44cに当接することで、移動部材42乃至リング部材2の移動範囲が規定される。
駆動源取付プレート43には、リードスクリュー一体型モータ47(以下、「モータ」と略記する)が搭載される。モータ47は、リードスクリュー47aを出力軸とするPM型ステッピングモータが使用される。このPM型ステッピングモータは、図6に示すように、モータ本体47bに収容された永久磁石使用のロータ47cに対して、第1のステータA及び第2のステータBを備えた2段ステータの構造を有するものである。第1のステータAは、図7に示すように、ステータA−1〜A−4を有し、第2のステータBは、第1のステータと同じ分割数のステータB−1〜B−4を有する。
ちなみに、第1及び第2のステータA,Bの分割数は、実際には図7に示す分割数(4分割)よりも多く、一般的には24〜48分割されている。
図8は、図7に模式的に示す分割数とした場合の、各ステータへの励磁波形を示す。各ステータは、ステータA−1→ステータB−1→ステータA−2→ステータB−2→ステータA−1→ステータB−1→・・・というふうに上下のステータが交互に励磁されるので、図6に示すロータ47cは、第1及び第2のステータA,Bの分割数の合計に等しい規定ステップ数(図7に模式的に示すように第1及び第2のステータA,Bの分割数を4とした場合は8ステップ)で1回転する。
ロータ47cが回転すると、その内部に形成した雌ねじ47dと、ロータ47cを貫通するリードスクリュー47aの雄ねじ47eとによるボールねじ結合によって、リードスクリュー47aがそのスラスト方向に移動する。
このモータ47は、これを搭載した駆動源取付プレート43のネジ止めによって、図3に示すように、リードスクリュー47aのスラスト方向が移動部材42の移動方向(ひいてはリング部材2移動方向)と一致するように、ベース部材41に取付固定される。
リードスクリュー47aの先端47fは、連結機構48を介して移動部材42の基部42aに連結される。連結機構48は、移動部材42の基部42aの細幅部42cから突設されたピン48aと、回転止め用のDカット(Iカットでもよい)加工したリードスクリュー47aの先端47fにねじによって取り付けられるピン支持部材48bとを有している。
ピン支持部材48bは、ピン48aが挿入されるピン受け孔48cを有しており、このピン受け孔48cは、ピン支持部材48bが取り付けられたリードスクリュー47aのスラスト移動方向においてピン48aの移動を不能とし、これと直交する鉛直方向においてピン48aの移動を可能とする、鉛直方向を長手方向とする長孔で構成されている。
このピン支持部材48bは、その前後にゴムブッシュ48d,48d(請求項中の緩衝部材に相当)を配置してピン48aに嵌装される。このピン48aにはさらにその上からワッシャー48eが嵌装され、最後にEリング48fをピン48aの先端のリング溝48gに嵌合することで、このEリング48gにより抜け止めされた状態でピン支持部材48bがピン48aと連結される。
連結機構48はさらに、ピン支持部材48bと移動部材42の基部42aとの間に架設されたコイルスプリング48h(請求項中の付勢手段に相当)を有しており、このコイルスプリング48hにより、ピン支持部材48bを介してリードスクリュー47aが鉛直方向下方に付勢される。
尚、本実施形態では、モータ47と連結機構48とで請求項中の移動用駆動源が構成されている。
上述の構成において、駆動命令信号の指示により、モータ47が回転を開始すると、リードスクリュー47aのスラスト方向移動が連結機構48を介して移動部材42に伝達され、移動部材42は、上下のレール45にレール部材46が案内されて水平方向に直線移動する。
このように構成された本実施形態の車両用表示装置1では、連結機構48のコイルスプリング48hがピン支持部材48bを介してリードスクリュー47aを鉛直方向下方に付勢することから、モータ47のロータ47cの雌ねじ47dとリードスクリュー47aの雄ねじ47eとの間に生じる鉛直方向のクリアランスがリードスクリュー47aの上方に片寄せされて、雌ねじ47dと雄ねじ47eとがその下側においてクリアランス無く密着する。
このため、外部からモータ本体47bに加わる振動によってリードスクリュー47aとロータ47cとのボールネジ結合部分でガタ付き音が発生するのを抑制乃至防止することができる。
尚、連結機構48におけるピン48aとピン支持部材48bとの連結において、ピン支持部材48bの前後にゴムブッシュ48d,48dを配置する必要は必ずしもないが、本実施形態のようにピン支持部材48bの前後にゴムブッシュ48d,48dを配置すれば、ピン48aを介して移動部材42の基部42aやリング部材2に伝わろうとする、ピン48aの突設方向におけるリードスクリュー47aの振動を、ゴムブッシュ48d,48dによって遮断吸収することができるので、有利である。
また、移動部材42の移動範囲は、ベース部材41に個別に取付固定したストッパ部材によって行ってもよいが、本実施形態のような、移動部材42のストッパ片42d,42eに当接可能なストッパ片44b,44cを左右に有するガイドプレート44を用いれば、ガイドプレート44に対する相対位置の調整のみによって移動部材42の移動範囲を正確かつ容易に設定することができるので、有利である。
ちなみに、本実施形態の車両用表示装置1で用いているモータ47は、リードスクリュー47aがスラスト方向に移動してモータ本体47bに出入りすることから、リードスクリュー47aの表面に塵埃が付着してロータ47cとの間に噛み込んでしまうことの無いようにすることが、モータ47の動作異常の発生を避ける上で重要である。
そこで、図9に斜視図で示すように、モータ47のリードスクリュー47aの先端47f(図9中不図示)とモータ本体47bとの間に伸縮可能なベローズ47gを架設して、モータ本体47bから繰り出されたリードスクリュー47aの先端47f側部分をベローズ47gを覆うと共に、モータ本体47bの反対側から突出するリードスクリュー47aの反対側の部分をカバー部材47hによって覆うようにしてもよい。
そのように構成する場合、前記ベローズ47gが、図10に断面図で示すように、(A)の収縮状態か(B)の伸長状態のどちらか一方を自然状態とし、他方を復元力が蓄積された状態であるとすると、このベローズ47gの復元力によってリードスクリュー47aは、スラスト移動方向の先端47fがモータ本体47bから進出する方向かモータ本体47bに接近する方向かのどちらか一方に、常時付勢されることになる。
このベローズ47gの復元力によりリードスクリュー47aがスラスト移動方向のどちらか一方に常時付勢されることで、モータ47のロータ47cの雌ねじ47dとリードスクリュー47aの雄ねじ47eとの間に生じる鉛直方向のクリアランスが、ベローズ47gの復元力による付勢力の向きとは反対側に片寄せされて、雌ねじ47dと雄ねじ47eとがベローズ47gの復元力による付勢力の向き側においてクリアランス無く密着する。
このため、この構成を採用すれば、上述した効果に加えて、塵埃除けのベローズ47gを利用して、ロータ47cの回転に伴うロータ47cとリードスクリュー47aとのボールネジ結合部分におけるガタ付き音を抑制乃至防止することができるようになる。
尚、ベローズ47gの復元力を利用してリードスクリュー47aをスラスト移動方向に付勢する場合、防塵上支障がなければ、カバー部材47hは併用しなくてもよい。
また、上述した実施形態では、連結機構48が、移動部材42側に設けられたピン48aと、リードスクリュー47aの先端47fに取り付けられてピン48aに嵌装されるピン支持部材48bとを有する場合について説明したが、例えば、リードスクリュー47aの先端47fを直角に折曲させて形成したピンと、このピンを、リードスクリュー47aのスラスト移動方向の移動を不能とし、これと直交する鉛直方向の移動を可能とするように移動部材42側に設けた長孔とを有する構成としてもよい。
そのような構成の連結機構を用いる場合、移動部材42の基部42aやリング部材2に伝わろうとする、ピン48aの突設方向におけるリードスクリュー47aの振動を、緩衝部材により遮断吸収する必要があれば、リードスクリュー47aの先端47fに設けたピンと移動部材42側に設けたピン支持部材との間に介設すればよい。
また、リードスクリュー47aを鉛直方向下方に付勢するコイルスプリング48hは、リードスクリュー47aの先端47fに設けたピンと移動部材42との間に架設すればよい。
さらに、コイルスプリング48hによるリードスクリュー47aの付勢方向は、本実施形態のような鉛直方向下方でなく、鉛直方向上方であってもよい。
また、上述した実施形態では、ディスプレイとしてLCDを用いているが、本発明では、表示内容を電気プログラム的に変化させることができるものであれば、これに限らず、有機ELやプラズマディスプレイ等の他の表示素子を用いることができる。
さらに、リング部材2は、円形に限らず、たとえば四角形等の多角形状や、円の一部が直線となっている形状などの、表示を仕切る環状の形状であれば良い。
また、上述した実施形態では、車両用表示装置1を例に取って本発明を説明したが、本発明は車両用表示装置に限らず、ディスプレイの表示面の前方にその表示面に沿って移動可能に配置した環状部材により、ディスプレイの表示面上の一部領域を囲むように表示面の前方から視認させる構成の表示装置であれば、車両用以外の用途のものであっても適用可能である。
本発明の表示装置の一実施形態に係る車両用表示装置を示す前面分解斜視図である。 図1の車両用表示装置を示す裏面分解斜視図である。 図1の車両用表示装置における移動機構の分解斜視図である。 図1の車両用表示装置における移動機構の斜視図である。 (A)乃至(D)は、図1の車両用表示装置における移動機構の平面図、正面図、左側面図及び右側面図である。 図1のリードスクリュー一体型モータの構成を示す断面図である。 図6のリードスクリュー一体型モータの部分斜視図である。 図6のリードスクリュー一体型モータのステータへの励磁波形を示す図である。 図1のリードスクリュー一体型モータに代えて使用可能な他のリードスクリュー一体型モータの斜視図である。 (A)及び(B)は、図9のリードスクリュー一体型モータの収縮状態と伸長状態とを示す断面図である。
符号の説明
1 車両用表示装置
2 リング部材(環状部材)
3 液晶ディスプレイ(ディスプレイ)
3a 表示面
4 移動機構
41 ベース部材(支持部材)
42 移動部材
44 ガイドプレート(ガイド部材)
44b,44c ストッパ片
47 リードスクリュー一体型モータ(移動用駆動源)
47a リードスクリュー
47b モータ本体
47c ロータ
47f リードスクリュー先端
47g ベローズ
48 連結機構(移動用駆動源)
48a ピン
48b ピン支持部材
48d ゴムブッシュ(緩衝部材)
48h コイルスプリング(付勢手段)

Claims (4)

  1. ディスプレイの表示面の前方に、該表示面の表示の一部を囲む環状部材を配置し、該環状部材に連結された移動部材を移動用駆動源で駆動することにより、前記環状部材を前記表示面に沿って移動させるように構成した表示装置であって、
    前記移動用駆動源は、固定の支持部材に取り付けられたリードスクリュー一体型モータと、該リードスクリュー一体型モータのロータの駆動により該ロータに対してねじ結合されて前記環状部材の移動方向にスラスト移動するリードスクリューの先端を前記移動部材に連結する連結機構とを有しており、
    前記連結機構は、前記リードスクリューの先端と前記移動部材とのうち何れか一方に設けられたピンと、前記リードスクリューの先端と前記移動部材とのうち何れか他方に設けられて前記ピンを前記リードスクリューのスラスト移動方向に移動不能でかつ鉛直方向に移動可能に支持するピン支持部材と、前記ピン及び前記ピン支持部材のいずれかと前記移動部材との間に架設され、前記リードスクリューを鉛直方向上方又は下方に付勢する付勢手段とを有している、
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 前記移動部材と重ねて配置され、該移動部材の移動範囲の両端位置において前記移動部材に当接するストッパ片を備えたガイド部材をさらに有している請求項1記載の表示装置。
  3. 前記リードスクリュー一体型モータは、前記リードスクリューの先端と前記ロータが収容されるモータ本体との間に架設されて該モータ本体から繰り出された前記先端側のリードスクリュー部分を覆う伸縮可能なベローズをさらに有しており、前記リードスクリューは、前記ベローズの伸長方向又は収縮方向に常時作用する該ベローズの復元力により前記リードスクリューのスラスト移動方向の一方に付勢されている請求項1又は2記載の表示装置。
  4. 前記移動部材と前記ピン又は前記ピン支持部材との間に緩衝部材が介設されている請求項1、2又は3記載の表示装置。
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