JP2018052460A - 車両用ルームミラー - Google Patents

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Abstract

【課題】モーターに負荷がかかることによる異音の発生を防止できる、静音性に優れる車両用ルームミラーを提供する。
【解決手段】車両用ルームミラーは、筐体と、ミラーと、カムシャフト12と、固定部と、駆動部11と、を備える。駆動部から伝達される駆動力により、カムシャフトが回転し、カムの作用により固定部に対してカムシャフトが移動することに伴い、筐体、ミラー及び駆動部を含む可動部が全体的に傾動する。さらに、可動部の傾動を規制するストッパーを備え、駆動部は、駆動源と、駆動源の駆動力をカムシャフトに伝達するギア列と、を有する。ギア列は、可動部に生じる負荷に応じて、駆動源からの駆動力の伝達を切断するクラッチギア105,106を含む。
【選択図】図7

Description

本発明は、車室内に取り付けられる車両用ルームミラーであって、表示面の傾斜角度を電動で調整できる車両用ルームミラーに関する。
車両には、後方の視認性確保のため、後写鏡の設置が義務づけられている。従来、車室内に取り付けられる後写鏡(以下「ルームミラー」と称する)として、表示面(例えば鏡面)の傾斜角度を変更できる防眩式ルームミラーが知られている。防眩式ルームミラーによれば、後続車のヘッドライトが反射した際に運転者の運転行為が妨害されるのを防ぐことができる。
また、カメラで撮像した車両の後方視界を表示する表示装置(例えば液晶ディスプレイ)を内蔵し、さまざまな走行環境において運転者に鮮明な後方視界を提供できる電子ミラー装置が実用化されている。この種の電子ミラー装置は、入射光の一部を反射し、一部を透過させるマジックミラー(one-way mirror)を備え、マジックミラーの背面側に表示装置が配置される。電子ミラー装置においても、マジックミラー及び表示装置の視認性を確保するために、表示装置のオン/オフ状態に応じて表示面の傾斜角度を変更できるようになっている。
例えば、特許文献1には、運転者の顔又は視線が向いているミラーを角度調整の対象とし、運転者の声による角度調整の指示を受け付けて、表示面の傾斜角度を自動調整する技術が開示されている。
近年では、ハイブリッド車や電気自動車の進歩により、走行音はほとんどなくなっており、車室内の静粛性は極めて高い。そのため、車室内に設置されるルームミラーにおいても、静音性が要求される。表示面の傾斜角度を自動で変更する場合、モーター及びギア列を有する駆動部を適用することが、静音性の面で有利である。
この場合、例えば車室に取り付けられる支持部に接続された固定部に対して、筐体が回動可能に取り付けられる。また、筐体の軸受にカムシャフトが回転可能に取り付けられ、固定部に対してカムシャフトのカムが当接する。モーターの駆動力が、ギア列を介してカムシャフトに伝達され、カムシャフト及びカムが回転することにより、固定部に対してカムシャフトの位置が移動する。カムシャフトの移動に連動して、カムシャフトを軸支する筐体を含む可動部が、全体的に固定部に対して回動する。これにより、表示面の傾斜角度が変更される。
特許第4754294号公報
上述した構成において、表示面の傾斜角度を段階的に変更する場合、可動部の可動範囲は、例えばカムシャフト及び固定部に設けられるストッパーにより、予め規定される。すなわち、固定部に対する可動部の回動が、ストッパーにより規制されるまで、モーターの駆動が行われる。言い換えると、モーターの駆動は、固定部に対して可動部が回動し、ストッパーにより規制された後、停止される。
可動部の回動が規制されると、ギア列は回転できなくなるため、短時間ではあるがモーターに負荷がかかり、モーター軸が動いて、異音を生じる虞がある。また、モーターに負荷がかかると、モーターユニットが取り付けられた筐体にも負荷が加わる。そのため、筐体に歪みが発生し、異音を生じる虞がある。
本発明の目的は、表示面の傾斜角度を電動で調整できる車両用ルームミラーであって、モーターに負荷がかかることによる異音の発生を防止できる、静音性に優れる車両用ルームミラーを提供することである。
本発明に係る車両用ルームミラーは、
筐体と、
前記筐体の前面に配置されるミラーと、
カムを有し、前記筐体に軸支されるカムシャフトと、
前記カムに当接するとともに、前記筐体に軸支される固定部と、
前記カムシャフトに、当該カムシャフトを回転させるための駆動力を付与する駆動部と、を備え、
前記駆動部から伝達される駆動力により、前記カムシャフトが回転し、前記カムの作用により前記固定部に対して前記カムシャフトが移動することに伴い、前記筐体、前記ミラー及び前記駆動部を含む可動部が全体的に傾動する車両用ルームミラーであって、
前記可動部の傾動を規制するストッパーを備え、
前記駆動部は、駆動源と、前記駆動源の駆動力を前記カムシャフトに伝達するギア列と、を有し、
前記ギア列は、前記可動部に生じる負荷に応じて、前記駆動源からの駆動力の伝達を切断するクラッチギアを含むことを特徴とする。
本発明によれば、ギア列が回転できなくなるとモーターは空転するので、モーターに負荷がかかることによる異音の発生を防止でき、静音性に優れる車両用ルームミラーを提供することができる。
実施の形態に係る電子ミラーの外観の一例を示す斜視図である。 電子ミラーの内部構成の一例を示す概略図である。 角度調整部の一例を示す図である。 モーターユニットの取付態様の一例を示す背面斜視図である。 モーターユニットのギア列を示す斜視図である。 モーターユニットのギア列を示す背面図である。 図6のA−A切断線に沿うモーターユニットのギア列を、展開して示した図である。 カムシャフトのストッパー構造の一例を示す図である。 カムシャフトの回転に伴うカムシャフトの移動動作を示す図である。 カムシャフトの回転に伴う可動部の傾動動作を示す図である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明を適用した実施の形態に係る電子ミラー装置1の外観の一例を示す斜視図である。図2は、電子ミラー装置1の内部構成の一例を示す図である。電子ミラー装置1は、例えば車両のフロントガラス近傍において、車室の天井に吊設され、後方視認のために用いられる。
本実施の形態では、直交座標系(X,Y,Z)を使用して説明する。後述する図においても共通の直交座標系(X,Y,Z)で示している。電子ミラー装置1は、X方向が左右方向、Y方向が前後方向、Z方向が上下方向となるように、車両に設置される。
図1、図2に示すように、電子ミラー装置1は、角度調整部10、マジックミラー21、液晶ディスプレイ22、筐体23、支持部24、及び切替スイッチ25等を備える。電子ミラー装置1は、マジックミラー21の鏡面に映る反射像によって後方視認を行う第1の使用状態(ミラーモード)、及び液晶ディスプレイ22の表示画像によって後方視認を行う第2の使用状態(ディスプレイモード)を有する。
筐体23は、マジックミラー21、液晶ディスプレイ22及び角度調整部10等を収容する。マジックミラー21は最前面(筐体23の開口部)に配置され、液晶ディスプレイ22はマジックミラー21の背面側(筐体23の内部)に配置される。さらに、液晶ディスプレイ22の背面側に、角度調整部10が配置される。マジックミラー21及び液晶ディスプレイ22は、使用状態に応じて筐体23と一体的に傾動する。
マジックミラー21は、前面側(Y方向基端側)からの入射光を反射するとともに、背面側(Y方向先端側)からの入射光を透過する光学部材である。例えば、マジックミラー21として、反射率と透過率が等しいハーフミラーを適用することができる。
液晶ディスプレイ22は、液晶パネル及びバックライト(いずれも図示略)を有する。液晶ディスプレイ22は、リアカメラ(図示略)で撮像された車両の後方視界の画像を表示する。液晶パネルは、マジックミラー21と同様の外形または表示エリアに合わせた外形を有する。リアカメラは、後部座席の後方に配置され、リアガラスを介して車両の後方視界を撮像する。リアカメラは、車両の後部エンブレム(図示略)やルーフの後端部(図示略)に内蔵される等、車外に取り付けられてもよい。リアカメラは、電子ミラー装置1(液晶ディスプレイ22)と有線通信又は無線通信可能に接続される。
支持部24は、フロントガラスの上端部又は天井の前端部に取り付けられ、電子ミラー装置1を回動自在に支持する。支持部24は、後述する固定部13と、ボールジョイント24aを介して接続される。支持部24のボールジョイントを中心に筐体23を回動させることにより、運転者の目の位置(アイポイント)に合わせて、具体的には、第1の使用状態において、マジックミラー21に映る後方視界の反射像を、運転者が視認できるように取付け角度が調整される。
切替スイッチ25は、電子ミラー装置1の使用状態を切り替えるためのスイッチである。切替スイッチ25が操作されると、現在の使用状態に基づいて、モーター111(図4参照)が正転又は逆転し、他方の使用状態に切り替わる。現在の使用状態は、例えば、カムシャフト12(図3参照)に設けられた状態検知スイッチ(図示略)によって検知される。状態検知スイッチは、例えば第1の使用状態である場合にオンとなり、第2の使用状態である場合にオフとなる。
なお、液晶ディスプレイ22は、切替スイッチ25の操作に連動してオン/オフ制御が行われてもよいし、状態検知スイッチの検知結果に基づいてオン/オフ制御が行われてもよい。
第1の使用状態では、液晶ディスプレイ22はオフ状態であり、運転者は、マジックミラー21に映った反射像を視認する。一方、第2の使用状態では、液晶ディスプレイ22はオン状態であり、運転者は、液晶ディスプレイ22の表示画像を、マジックミラー21越しに視認する。
角度調整部10は、表示面の傾斜角度を、使用状態に応じて変更する。第2の使用状態では、筐体23が全体的に第1の使用状態よりも上向きに傾斜する。これにより、マジックミラー21における反射像の映り込みが低減され、液晶ディスプレイ22の視認性が確保される。
図3は、角度調整部10の一例を示す図である。図3Aは、筐体23の前面部、マジックミラー21及び液晶ディスプレイ22等を取り外して前面を開放した状態を示し、図3Bは、角度調整部10を筐体23から取り出した状態を示す。
図3に示すように、角度調整部10は、駆動部11、カムシャフト12、及び固定部13を有する。
駆動部11は、モーター111と、ギア101〜106を含むギア列(図5参照)とを有するモーターユニットである(以下「モーターユニット11」と称する)。モーターユニット11は、モーター111の駆動力をカムシャフト12に伝達し、カムシャフト12を回転させる。モーターユニット11の詳細な構成については後述する。
カムシャフト12は、筐体23の軸受23aに軸支される。カムシャフト12は、軸方向の2箇所に、固定部13と当接するカム121を有する。カムシャフト12の一端側には、ギア列の最後段のギア106(ウォームホイール)が配置される。また、カムシャフト12は、第1の使用状態において固定部13の係合片13bと係合する第1の係合部12bと、第2の使用状態において固定部13の係合片13cと係合する第2の係合部12cを有する(図8参照)。図8Aは、角度調整部10の背面側を示す図であり、図8Bは、カム121の周辺を示す拡大図である。
固定部13は、ボールジョイント24aを介して、支持部24と接続される。固定部13は、上部両側に固定軸13aを有する。固定軸13aは、筐体23の軸受(図示略)に軸支される。また、固定部13は、カムシャフト12の回転運動を規制する係合片13b、13cを有する(図8、図10参照)。カムシャフト12の第1の係合部12b、第2の係合12c、及び固定部13の係合片13b、13cは、角度調整時の可動範囲を規制するストッパーを構成する。
モーター111の駆動力によってカムシャフト12が回転すると、カム121の作用により、固定部13に対して、カムシャフト12が前面側(Y方向基端側)又は背面側(Y方向先端側)に移動する(図9参照)。筐体23は、固定部13の固定軸13aを軸支しているので、カムシャフト12の移動に伴い、固定軸13aを中心に回動する。これにより、筐体23、マジックミラー21、液晶ディスプレイ22及び駆動部11を含む可動部の傾斜角度、すなわち表示面の傾斜角度が変化する(図10参照)。図9、図10には、それぞれ、第1の使用状態から第2の使用状態に移行するに際し、カムシャフト12が前面側に移動する様子、可動部が上方に傾動する様子を示している。
図4は、モーターユニット11の取付態様の一例を示す図である。図4Aは、筐体23の背面部だけを取り外した状態を示し、図4Bは、背面側のモーターブラケット112Rも取り外した状態を示す。
図4に示すように、モーターユニット11は、筐体23の一部を構成する内ケース26に取り付けられる。具体的には、モーター111と、ギア101〜106を含むギア列とをモーターブラケット112F、112Rに組み付けた状態で、モーターブラケット112F、112Rで内ケース26の板面を挟み、3箇所F1〜F3でねじ止めすることにより、モーターユニット11は内ケース26に固定される。
図5は、モーターユニット11のギア列を示す斜視図である。図6は、モーターユニット11のギア列を示す背面図である。図5A、図6Aは、モーターブラケット112F、112Rを取り付けた状態を示し、図5B、図6Bは、モーターブラケット112F、112Rを取り外した状態を示している。図7は、図6のA−A切断線に沿うモーターユニット11のギア列を、展開して示した図である。図7Aは、モーターブラケット112F及び内ケース26のみ断面で示し、図7Bは、モーターブラケット112F及び内ケース26を含む全部を断面で示している。
図5〜図7に示すように、モーターユニット11は、モーター111、モーターブラケット112F、112R、6個のギア101〜106を含むギア列、等を有する。
ギア101(ウォーム)は、モーター軸108に取り付けられ、ギア102と噛み合う。ギア102、103は、ギア101の回転に連動して回転する。ギア103は、ギア104と噛み合う。ギア104、シャフト107及びギア105(カムウォーム)は、ギア103の回転に連動して回転する。ギア105はギア106(カムホイール)と噛み合う。これより、モーター111の駆動力は、モーター軸108及びギア101を介してギア102、103に伝達され、さらにギア104、シャフト107及びギア105に伝達され、最終段のギア106に伝達される。これにより、ギア106が配置されたカムシャフト12が回転し、表示面の傾斜角度が変化する。
ギア102、103は、所定の負荷が生じたときに駆動力の伝達を切断する、いわゆるクラッチギアである。具体的には、図7Bに示すように、ギア102は、ギア本体102aと蓋体102bを有する。ギア本体102aは、内周面に円環状の被挟持片102cを有する。モーターブラケット112Rに立設されたギア固定軸115に付勢部材である圧縮コイルばね116が挿通され、この状態でギア103、102が順に取り付けられ、圧縮コイルばね116で付勢された状態で固定される。このとき、ギア103と被挟持片102cとの間及び被挟持片102cと蓋体102bとの間には、フェルト117が配置される。
ギア103に負荷が生じていない場合は、ギア102、103は摩擦力により結合され、一緒に回転する。一方、カムシャフト12の回転動作が規制されて、ギア103に負荷がかかると、ギア103は回転できず、ギア102だけが滑って回転する。つまり、モーター111は空転することになる。これにより、モーター111に負荷がかかることによる異音の発生を防止できる。
つまり、カムシャフト12の回転動作が規制されると、ギア列は回転できなくなるため、短時間ではあるがモーター111に負荷がかかり、モーター軸108が動いて、異音を生じる虞がある。また、モーターに負荷がかかると、モーターユニットが取り付けられた筐体にも負荷が加わるため、筐体に歪みが発生し、異音を生じる虞がある。電子ミラー装置では、カムシャフト12の回転動作が規制されギア列が回転できなくなった後は、モーター111は空転する。したがって、モーター111に負荷はかからないので、異音の発生を防止できる。
ギア104、シャフト107及びギア105は、モーターブラケット112Rに立設されたギア固定軸119及びモーターブラケット112Eに立設されたギア固定軸118によって両側から支持される。ギア固定軸118及びギア固定軸119は、シャフト107に開けられた挿入孔の底に、ギア固定軸118及びギア固定軸119の先端が密着するように配置される。これにより、シャフト107が1本のギア固定軸に挿通される場合に比較して軸方向のガタ取りが可能になる。また、軸先端と孔底面を円錐状にすることで負荷に強い構造となる。したがって、ギア列に負荷がかかることによる異音の発生を防止することができる。
モーターブラケット112Eは、ギア105の軸を固定する軸固定部材であり、モーターブラケット112Fに取り付けられる。モーターブラケット112Eは、板ばね等の弾性部材であり、ギア105をギア106に向けて付勢するように配置される。これにより、ギア105は、ギア106に対して弾性的に噛み合うことになる。
弾性的に噛み合うとは、ギア間に負荷がかかったとき、少なくとも一方のギア自体が持つ弾性、あるいは少なくとも一方のギアを固定する部材が持つ弾性により、負荷が緩和されるような噛み合わせ方を意味する。例えば、ギア列が弾性的に噛み合っている場合、回転動作によりギア列に負荷がかかったとしても、弾性部材の変形により負荷が緩和されるので、ギア列は回転を続けることができる。したがって、設計上、十分なバックラッシュを設けなくても、ギア列の回転が阻害されることはなく、また、バックラッシュに起因する衝撃音の発生を防止することができる。
つまり、ギア105、106において、十分なバックラッシュが設けられていると、表示面の傾斜角度の変更時にカムシャフトの移動に伴い負荷がかかり、バックラッシュが偏った状態となる。モーターの駆動が停止して負荷が解放されると、ギアの噛み合いが正常な状態に戻るが、この際に衝撃音が生じる。電子ミラー装置1では、ギア105、106におけるバックラッシュを最小限に抑えることができるので、このような衝撃音の発生を防止することができる。
上述したように、モーターユニット11は、モーターブラケット112F、112Rに対してねじ止めされる。図7Bに示すように、固定箇所F1、F2において、モーターブラケット112Rと内ケース26との間には、Oリング113A、114Aが介在する。また、モーターブラケット112Fと内ケース26との間には、Oリング113B、114Bが介在する。固定箇所F3においても同様である。なお、モーターユニット11を内ケース26に固定する箇所は3箇所に限定されず、2箇所であってもよいし、4箇所以上であってもよい。
モーターブラケット112R、112Fは、Oリング113A、113B、114A、114Bがダンパーとして機能することにより、内ケース26に対して弾性的に接触するので、ギア列に負荷が生じてもそれを吸収することができる。また、Oリング113A、113B、114A、114Bは、ギア105をギア106に対して付勢しているともいえる。すなわち、これらのOリング113A、113B、114A、114Bも、モーターブラケット112Eと同様に、ギア105とギア106とを弾性的に噛み合わせる役割を果たしている。これによっても、バックラッシュに起因する衝撃音の発生を防止することができる。また、モーターユニット11が直接的に内ケース26と接触しないので、モーター111の振動が筐体に伝達され、駆動音が増幅されるのを防止できる。したがって、さらに静音性が向上する。
このように、本実施の形態に係る電子ミラー装置1(車両用ルームミラー)は、筐体23と、筐体23の前面に配置されるマジックミラー21及び液晶ディスプレイ22(表示部)と、カム121を有し、筐体23に軸支されるカムシャフト12と、カム121に当接するとともに、筐体23に軸支される固定部13と、カムシャフト12に、当該カムシャフト12を回転させるための駆動力を付与するモーターユニット11(駆動部)と、を備える。モーターユニット11から伝達される駆動力により、カムシャフト12が回転し、カム12の作用により固定部13に対してカムシャフト12が移動することに伴い、筐体23、マジックミラー21、液晶ディスプレイ22及びモーターユニット11を含む可動部が全体的に傾動するギア列が回転できなくなるとモーターは空転するので、モーターに負荷がかかることによる異音の発生を防止でき、静音性に優れる車両用ルームミラーを提供することができる。さらに、可動部の傾動を規制するストッパーを備え、モーターユニット11は、モーター111(駆動源)と、モーター111の駆動力をカムシャフト12に伝達するギア列と、を有する。ギア列は、可動部に生じる負荷に応じて、モーター111からの駆動力の伝達を切断するクラッチギア(ギア105、106)を含む。
電子ミラー装置1によれば、ギア列が回転できなくなるとモーター111は空転するので、モーター111に負荷がかかることによる異音の発生を防止することができる。したがって、電子ミラー装置1は、極めて静音性に優れる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本発明は、電子ミラー装置だけでなく、防眩式ルームミラーにも適用できる。
ギア列に含まれるクラッチギアの構成は、実施の形態で説明した構成に限定されず、可動部に生じる負荷に応じて駆動源からの駆動力の伝達を切断できる構成であればよい。
本実施の形態ではモーターブラケット112EおよびOリング113A、113B、114A、114Bの双方の効果によりギア105とギア106とを弾性的に噛み合わせていたが、何れか一方を適用しても良い。Oリング113A、113B、114A、114Bを設けていれば、モーターブラケット112Eは弾性部材ではない堅い部材でも良い。モーターブラケット112Eを弾性部材としていれば、Oリング113A、113B、114A、114Bを設けなくても良い。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本発明は、表示面の傾斜角度を電動で調整できる車両用ルームミラーに好適である。
1 電子ミラー装置(ルームミラー)
10 角度調整部
11 駆動部
101〜106 ギア
111 モーター
112F、112R、112E モーターブラケット
113A、113B、114A、114B Oリング
115、118、119 ギア固定軸
116 圧縮コイルばね
117 フェルト
12 カムシャフト
121 カム
12b、12c 係合部(ストッパー)
13 固定部
13b、13c 係止片(ストッパー)
21 マジックミラー
22 液晶ディスプレイ(表示装置)
23 筐体

Claims (3)

  1. 筐体と、
    前記筐体の前面に配置されるミラーと、
    カムを有し、前記筐体に軸支されるカムシャフトと、
    前記カムに当接するとともに、前記筐体に軸支される固定部と、
    前記カムシャフトに、当該カムシャフトを回転させるための駆動力を付与する駆動部と、を備え、
    前記駆動部から伝達される駆動力により、前記カムシャフトが回転し、前記カムの作用により前記固定部に対して前記カムシャフトが移動することに伴い、前記筐体、前記ミラー及び前記駆動部を含む可動部が全体的に傾動する車両用ルームミラーであって、
    前記可動部の傾動を規制するストッパーを備え、
    前記駆動部は、駆動源と、前記駆動源の駆動力を前記カムシャフトに伝達するギア列と、を有し、
    前記ギア列は、前記可動部に生じる負荷に応じて、前記駆動源からの駆動力の伝達を切断するクラッチギアを含むことを特徴とする車両用ルームミラー。
  2. 前記駆動源は、前記ストッパーにより前記可動部の傾動が規制された後も駆動され、空転することを特徴とする請求項1に記載の車両用ルームミラー。
  3. 前記ミラーはマジックミラーであり、さらに、前記マジックミラーの背面側に配置され、車載カメラからの画像を表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用ルームミラー。
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