JP3689207B2 - ウォーム装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの出力軸に設けられたウォームの回転をウォームホイールを介して被駆動物体に伝達するウォーム装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ディスプレイを格納位置と使用位置との間で電動駆動可能な車載用のモニタ装置が知られている。この種のモニタ装置には、ディスプレイ駆動源であるモータの出力軸にウォームを設け、ウォームの回転をウォームホイールを介してディスプレイに伝達するよう構成したものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一般にウォームとウォームホイールとから成るウォーム装置を用いたものでは、いわゆるウォームロック現象により通常とは逆方向、つまりウォームホイール側からウォームに回転を伝達するには相当大きなトルクを要する。このため、モニタ装置製造時にディスプレイの動作確認を手動で行おうとしても、ウォームとウォームホイールとが噛み合ったままではディスプレイを動かすことができず、減速ギア列などから成る駆動機構をいったん分解するか、あるいはモータを動かさずにウォームとウォームホイールとの噛み合いを外すための複雑な機構を用いる必要があった。
【0004】
本発明の目的は、駆動機構を分解せず、かつ複雑な機構を用いることなく被駆動物体の手動による動作確認が行えるようなウォーム装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図10〜図13に対応づけて説明すると、本発明は、ウォーム62aが取付けられる出力軸を有し、ブラケットを介して取付け部41に取付けられるモータ62と、ウォーム62aと噛み合ってモータ62の回転を被駆動物体に伝達するウォームホイール63とを備えたウォーム装置に適用される。
そして、ウォーム62aがウォームホイール63と噛み合う正位置にブラケット61を着脱可能とするとともに、正位置(図10,図11)の近傍でウォーム62aがウォームホイール63と噛み合わない仮位置(図12,図13)にブラケット61を仮止め可能とし、これにより上記問題点を解決する。
請求項2の発明は、取付け部41に設けられた第1の係合部41bと係合し、ブラケット61が正位置から仮位置にモータ出力軸と直交する方向に移動するのをガイドするガイド部61aをブラケット61に設けたものである。
請求項3の発明は、取付け部41に設けられた第2の係合部41dと係合可能な位置決め部61cをブラケット61に設け、ガイド部61aが第1の係合部41aと係合した状態で位置決め部61cが第2の係合部41dと係合すると、ブラケット61が仮位置に位置決めされるよう構成したものである。
請求項4の発明は、ブラケット61を正位置および仮位置でそれぞれねじ止めするための複数のねじ孔BH1,BH2を取付け部41に設けるとともに、ねじ貫通部HLをブラケット61に設け、ブラケット61が仮位置に位置決めされたときにねじ貫通部HLが取付け部41の仮止め用のねじ孔BH2と重なるよう構成したものである。
請求項5の発明は、ブラケット61の取付け部41から離間する方向の移動を規制するストッパ41cを更に備えたものである。
【0006】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1〜図25により本発明を車載用モニタ装置のウォーム装置に適用した場合の一実施の形態を説明する。
本実施の形態にかかる車載用モニタ装置は、テレビ放送やナビゲーションシステムの各種情報などを表示するためのもので、従来のいわゆる1DINタイプとは異なり車両のダッシュボード1(図1)に埋設されるものである。ディスプレイは、不使用時にはダッシュボード1内に完全に格納されており、使用にあたってダッシュボード1のリッド1aを開きつつ視認可能な位置まで突出する。図2はディスプレイ10が格納位置にある状態を示し、このときリッド1aは不図示のばねの付勢力により完全に閉じている。所定操作がなされると、モータの駆動力によりディスプレイ10は図2→図3→図4→図5のように順に移動つつ姿勢を変え、最終的には図6に示す使用位置に達する。
【0008】
上述したディスプレイ10の動作を実現するための構成を以下に詳述する。
図7〜図9はディスプレイ駆動機構を示し、20はディスプレイ10を格納する筐体、30は筐体20の両側壁の内面側にそれぞれ配置されるカム部材、40は筐体20内をA方向(車両前方)およびB方向(車両後方)に移動可能なスライドベースである。筐体20は、底板21と左右の側板22と後板23と前板24とから成り、底板21には左右にラック部材51が固着されるとともに、中央部には略U字状のガード部材52が固着されている。ラック部材51にはA,B方向に延在するラック51aとガイド溝51bとがそれぞれ形成され、ラック51aにスライドベース40のピニオン65が噛み合うよう構成される。両側板22の内面には後述するディスプレイ付勢用の引張ばね91の一端が掛止されるばね掛け22aが形成されている。
【0009】
カム部材30の内面には車両前後方向に延在するカム溝31が形成されるとともに、その下側に直進ガイド溝32が形成される。またカム部材30の上面後部には、後述するリンク部材80の一端を回動可能に軸支する軸支部33が突設されている。
【0010】
スライドベース40は、底板41と左右の側板42と後板43と前板(図7〜図9では不図示)とから成り、側板42には上下方向の長孔42aが形成される。底板41の下面前部には3箇所に突出部41aが形成される一方、筐体20の底板21には上記ラック部材51とガード部材52とによりA,B方向に延在する3本の溝53が形成され、これらの溝53に突出部41aの先端がそれぞれ挿入される。図示右側の突出部41aは不図示の位置検出スイッチを操作する操作部材となっており、この操作部材41aはスライドベース40が最も前方の位置に達したときに筐体20の前板24に押されて位置検出スイッチをオンさせる。溝53に突出部41aを挿入させるのはスライドベース40と筐体底面との間に異物が侵入するのを防止するためである。
【0011】
なお、スライドベース40の底板41には上記ラック部材51のガイド溝51bに係合されるガイド突起41bが形成されるとともに、左右の側板42にはカム部材30のガイド溝32に係合されるガイド突起(不図示)がそれぞれ形成されている。
【0012】
図10,図11に示すように、スライドベース40の底板41には板状のモータブラケット61を介してディスプレイ駆動用のモータ62が取付けられる。予めモータ62が固着されたモータブラケット61は、複数のねじBSを介してスライドベース40の底板41に螺着される。モータブラケット61の図示左側に形成された位置決め溝61aには底板41に突設されたボス41bが係合されるとともに、モータブラケット61の図示右側に形成された溝61bには底板41に突設されたストッパ41cが係合可能とされる。
ストッパ41cは図14に示すように上部が下部よりも幅広とされ、下部が溝61bと係合することによりモータブラケット61の移動を案内するとともに、モータブラケット61の横方向(図10の右方)の移動を規制する。また上部の幅広部分は、その下端面41c1がモータブラケット61と当接することによりブラケット61の縦方向(図11の上方であり底板41から離間する方向)の移動を規制し、これによりウォーム62Aがウォームホイール63に押圧されたりブラケット68a等にぶつかるのを防止する。
さらにモータブラケット61には、底板41に突設された位置決め用のボス41dと係合可能な位置決め孔61cが形成されている。
【0013】
モータ62の出力軸にはウォーム62aが取付けられ、図10,図11ではウォーム62aがウォームホイール63と噛み合う位置にモータブラケット61が螺着されている。スライドベース40の底板41には、モータブラケット61を図10の位置に螺着するための複数のねじ孔BH1(図12)の他に、仮止め用のねじ孔BH2が形成され、これを用いて後述するようにウォーム62aとウォームホイール63とが噛み合わない位置にブラケット61を仮止めすることができる(図12,図13参照)。なお、図12のHLはモータブラケット61に形成されたねじ貫通孔である。
【0014】
ウォーム62aがウォームホイール63と噛み合っているとき、モータ62の駆動力はウォーム62a,ウォームホイール63を介してクラッチ付きのギア部材64に伝達された後、不図示の減速ギア列を介してピニオン65(図7)に伝達される。ピニオン65の回転によりラック51aを介してスライドベース40がA,B方向に移動する。
【0015】
図15および図16はウォームホイール63とギア部材64との連結状態を示す拡大図である。ウォームホイール63は中心を軸66が貫通しており、その突出部63aには図16に示す形状の孔63bが形成されている。一方、ギア部材64はフェルト等のスリップ部材64Cを挟んで連結される2つのピース64A,64Bを有し、中心を上述の軸66が貫通している。一方のピース64Aにはウォームホイール63の孔63bに嵌合される突出部64aが形成され、他方のピース64Bにはギア64bが形成される。ウォームホイール63とギア部材64との間には圧縮ばね67が介装され、その付勢力によりピース64Aがピース64B側に押圧される。軸66の両端は、図10〜図13に示すようにスライドベース40上に突設されたブラケット68a,68bに回転可能に軸支される。
【0016】
モータ62によりウォームホイール63が回転すると、上記孔63bと突出部64aとから成る連結部を介してギア部材64のピース64Aが一体に回転し、通常はばね67の付勢力によって連結された他方のピース64Bも一体に回転して後段の減速ギア列に動力を伝達する。他方のピース64Bに所定値を超える回転負荷が作用すると、ピース64Aがスリップ部材64C上を摺動することにより単独で回転する。
【0017】
図17,図18はそれぞれ図10,図11のウォームホイール63とギア部材64とを取り去った状態を示している。70はモータ62の出力軸に取付けられたウォーム62aを軸方向に押圧する機構であり、スライドベース40の底板41に突設された軸X回りに回動可能なレバー71と、レバー71を付勢するねじりコイルばね72とから成る。ねじりコイルばね72の一端はブラケット68bに掛止されるとともに、他端はレバー71に形成された立壁71aに掛止され、これによりレバー71は図17の反時計回り方向に付勢されて立壁71aがウォーム62aをA方向(モータ出力軸の軸方向)に押圧する。これにより、図24に示すようにモータ出力軸62bの他端部がモータ内の軸受62cに常に押圧される。
【0018】
モータ62がいずれかの方向に回転すると、その出力軸62bにはウォームホイール63およびウォーム62aを介して図示A方向の力が加わり、モータ62が逆の方向に回転すると図示B方向の力が加わる。しかし、上述の如くウォーム62aが押圧機構70により常にA方向に押圧されているので、B方向の力が加わっても出力軸62bがB方向に移動することがなく、換言すればモータ62の回転方向に拘らず出力軸62bは常に同一位置を保持し、したがってモータ62の正転時と逆転時とで出力差が生じることがない。また、立壁71aは図示の如くウォーム62aの先端球面部に接触しており、一方、出力軸62bの軸受62cとの接触部分も略球面に加工されているので、出力軸62bの両端部はともに点接触で支持されることになり、ねじりコイルばね72の押圧力を受けていてもそれに起因するモータ回転負荷は無視できる程度に小さい。
【0019】
上記軸66の一端を支持するブラケット68aの下部にはストッパSTが形成され、このストッパSTによりウォーム62aの出力軸62bからの抜けが防止される。すなわち、何らかの原因でウォーム62aが、ねじりコイルばね72のばね力に抗して立壁71aを押圧しつつ出力軸62bから抜けようとしても、ストッパSTにより立壁71aの移動が規制されるので、ウォーム62aが出力軸62bから抜けることはない。
【0020】
図19に示すように、ディスプレイ10は前面に表示画面13を有するとともに、左右の側面にはブラケット11が固着され、各ブラケット11の下端にはカムフォロアピン11aが突設されている。これらのカムフォロアピン11aが上述したスライドベース40の側面の長孔42aおよびカム部材30のカム溝31を貫通するようにディスプレイ10が筐体20に配置される。14はディスプレイ10の両側面に設けられた軸支部である。
【0021】
ディスプレイ10の内部には、図20に示すようなローラ12がベース13を介して取付けられ、ローラ12の一部がディスプレイ10の上面と背面との角部中央から突出している。ローラ12はブッシュ12aとその回りに配置されるゴム製の当接部12bとを有し、軸14を介してベース13に回転可能に軸支されている。ブッシュ12aの一端側とベース13との間にはガタとり用の圧縮ばね15が介装され、このばね15によりローラ12は図示右側に押圧されている。ディスプレイ10が格納位置と使用位置との間で移動するときにローラ12が車両側のリッド1aに当接して回転し、リッド1aを開閉する。
【0022】
図21〜図23はディスプレイ駆動用のリンク部材80を示している。リンク部材80は左右のリンク部81とそれらを連結する連結部82とから成り、各リンク部81にはばね掛け81aが形成されている。また、各リンク部81には2つの軸支部81b,81cが設けられ、図2や図25に示すように一方の軸支部81bはディスプレイ側面の各軸支部14に、他方の軸支部81cは各カム部材30に突設された軸支部33にそれぞれ回動可能に軸支される。各リンク部81のばね掛け81aと筐体側板22の各ばね掛け22aには、ガタとり用の引張コイルばね91の両端が掛止され、これによりリンク部材80は常に図2の時計回り方向に付勢される。
【0023】
以上のように構成された車載用モニタ装置の動作を詳細に説明する。
図2に示す格納位置では、ディスプレイ10は画面13が下方を向く横臥姿勢をとり、完全に筐体20内つまりダッシュボー1ド内に格納されている。このときダッシュボード1のリッド1aは不図示のばねの付勢力により閉じ、ディスプレイ10のローラ12とはまだ非接触である。スライドベース40は図9に示す位置(ディスプレイ10の後方)にあり、ディスプレイ10は引張ばね91によりリンク部材80を介して格納位置を保持する方向に付勢されている。これにより車両に振動が発生してもディスプレイ10がガタつくことがなく、不快音の発生が防止できる。
【0024】
所定のディスプレイ突出操作が行われると、不図示の制御回路がモータ62を正方向に回転し、その回転はウォームホイール63,ギア部材64および不図示の減速ギア機構を介して左右のピニオン65に伝達され、ピニオン65とラック51aとの噛合によりスライドベース40が図7のB方向に移動を開始する。スライドベース40はラック部材51のガイド溝51bおよびカム部材30のガイド溝32によりその移動が案内される。スライドベース40の移動に伴って長孔42a(図9)の端面がディスプレイ10のカムフォロア11aを押し、カムフォロア11aは長孔42aを上方に移動しつつカム溝31内を移動する。これに伴って図3に示すようにディスプレイ10が移動しつつ起き上がる。各位置におけるディスプレイ10の姿勢はカム溝31の形状とリンク部材80の連結位置とで決る。
【0025】
ディスプレイ10が起き上がるとローラ12がリッド1aの下面に当接し、リッド1a上を転動しつつこれを押し開ける。図2から図3,図4の状態を順次経て図5の状態に達するまで、ディスプレイ10はスムーズに起き上がり、図5の状態で直立姿勢となり、このときリッド1aは最も開いた状態となる。これ以降はディスプレイ10が逆方向に倒れるが、その際、図5に二点鎖線で示すようにディスプレイ10の頂部(ローラ12が設けられた部分)が開位置にあるリッド1aとほぼ平行に移動するようカム溝31の形状が定められているので、ディスプレイ10が倒れてもリッド1aが閉じ方向に移動することはない。これによりあたかもディスプレイ10がリッド1aとは無関係に移動しているように見え、高級感が損われることがない。
【0026】
図6の状態になるとスライドベース40が最先端に位置して上記操作部材が位置検出スイッチをオンさせ、これに応答して制御回路はモータ62を停止する。使用後にディスプレイ10を格納するための操作を行うと、モータ62が逆転され、上述と逆の動作によりディスプレイ10が格納位置に駆動される。その際、リッド1aはディスプレイ10が直立するまでは動かず、それ以降は不図示のばねの付勢力によりディスプレイ10の格納動作に追従して閉じてゆく。
【0027】
以上はモニタ装置の車両搭載時の動作であるが、モニタ装置の製造工程において、モータ62の動力を用いずにディスプレイ10の移動を確認する場合の動作を説明する。
モータ62のウォーム62aとウォームホイール63とが噛み合う状態、つまりモータブラケット61が図10,図11に示すように正位置に固定されている状態で上記確認作業が必要になった場合、そのままでは上述したウォームロック現象のためにディスプレイ10を動かすことができない。そこで、まずブラケット61を固定しているねじBSを全て外し、ブラケット61をスライドベース40の底板41から若干浮かせて図示右方に移動させ、ウォーム62aとウォームホイール63との噛み合いを外す。その際、底板41のボス41bがブラケット61の溝61a内を通過することによりブラケット61の移動が案内される。
【0028】
ボス41bと溝61aとが係合したままブラケット61の孔61cを底板41のボス41dに係合させると、図12,図13に示すようにブラケット61が一義的に仮位置に位置決めされ、このときブラケット61のねじ貫通孔HLのひとつが仮止め用のねじ孔BH2と重る。このねじ貫通孔HLにねじBSを貫通させてねじ孔BH2に螺合すればブラケット61の仮止めが完了する。この状態ではウォーム62aとウォームホイール63とが噛み合っていないので、僅かな力量でディスプレイ10を手動にて動かすことができ、その動作確認が容易に行える。動作確認後に再びウォーム62aをウォームホイール63と噛み合わせるには、上述と逆の動作でモータブラケット61を正位置に移動させて固定すればよい。
【0029】
ブラケット61を移動する際、ボス41dがブラケット61の端部を乗越えるために上述の如くブラケット61を若干浮かせる、換言すればブラケット61を底板41から離間する方向に移動させる必要があるが、その移動量は上記ストッパ41cによって規制されるので、ウォーム62aがブラケット68aなどに接触することがなく、その傷つきを防止できる。
【0030】
以上の実施の形態の構成において、スライドベース40の底板41が取付け部を、ディスプレイ10が被駆動物体を、ボス41b,41dが第1,第2の係合部を、溝61aがガイド部を、孔61cが位置決め部をそれぞれ構成する。
【0031】
なお、ブラケットの形状やその固定方法は上述のものに限定されない。また、車載用モニタ装置のウォーム装置について説明したが、その他の種々の装置に用いられるウォーム装置にも本発明を適用できる。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、ウォームがウォームホイールと噛み合う正位置にブラケットを着脱可能とするとともに、正位置の近傍でウォームがウォームホイールと噛み合わない仮位置にブラケットを移動して仮止め可能としたので、ブラケットを正位置から仮位置に移すだけで被駆動物体の手動による動作確認が行える。また仮位置は正位置の近傍なので、両位置の間でブラケットを付け換える作業が容易に行える。
取付け部に設けられた第1の係合部と係合するガイド部をブラケットに設け、その係合によりブラケットの正位置から仮位置への移動をガイドするようにすれば、ブラケットを仮位置に向けてスムーズに移動できる。取付け部に設けられた第2の係合部と係合可能な位置決め部をブラケットに設け、上記ガイド部が第1の係合部と係合した状態で位置決め部が第2の係合部と係合するとブラケットが仮位置に位置決めされるよう構成すれば、ブラケットの仮位置への位置決めが容易に行える。ブラケットが仮位置に位置決めされたときにそのねじ貫通部が取付け部の仮止め用のねじ孔と重なるようにすれば、ブラケットの仮止めが簡単に行える。ブラケットの取付け部から離間する方向の移動を規制するストッパを設ければ、モータのウォームが他の部材と干渉することがなく、その傷つきが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る車載用モニタ装置の取付け位置を示す図。
【図2】車載用モニタ装置の動作を説明する図。
【図3】図2と同様の図。
【図4】図2と同様の図。
【図5】図2と同様の図。
【図6】図2と同様の図。
【図7】車載用モニタ装置の駆動系を示す平面図。
【図8】図7の正面図。
【図9】図8のC−C線から見た図。
【図10】モータを正位置に取付けた状態を示す平面図。
【図11】図10の正面図。
【図12】モータの仮位置に取付けた状態を示す平面図。
【図13】図12の正面図。
【図14】ストッパ41cを図10のD方向から見た図。
【図15】ウォームホイール63とギア部材64の連結状態を示す部分断面図。
【図16】図15のE−E線断面図。
【図17】ウォーム押圧機構を説明する平面図。
【図18】図17の正面図。
【図19】ディスプレイを示す斜視図。
【図20】ディスプレイに設けられるローラを示す断面図。
【図21】リンク部材を示す図。
【図22】図21のF方向から見た図。
【図23】
図22のG方向から見た図。
【図24】
ウォームが軸方向に押圧されたときのモータ内部の状態を示す図。
【図25】
モニタ装置の概略斜視図。
【符号の説明】
1 ダッシュボード
1a リッド
10 ディスプレイ
11,14 ブラケット
11a カムフォロア
12 ローラ
13 画面
15,91 ばね
20 筐体
30 カム部材
31 カム溝
40 スライドベース
41a 突出部
41b,41d ボス
41c ストッパ
51 ラック部材
51a ラック
52 ガイド部材
53 溝
61 モータブラケット
61a 位置決め溝
61b 溝
61c 孔
62 モータ
62a ウォーム
63 ウォームホイール
63b 孔部
64 ギア部材
64A,64B ピース
64C スリップ部材
64a 突出部
64b ギア
65 ピニオン
66 軸
67 圧縮ばね
68 ストッパ
80 リンク部材
BS ねじ孔
BH1,BH2 ねじ孔
HL ねじ貫通孔

Claims (5)

  1. ウォームが取付けられる出力軸を有し、ブラケットを介して取付け部に取付けられるモータと、
    前記ウォームと噛み合って前記モータの回転を被駆動物体に伝達するウォームホイールとを備えたウォーム装置において、
    前記モータが予め固着された前記ブラケットは、前記ウォームが前記ウォームホイールと噛み合う正位置に着脱可能とされるとともに、該正位置の近傍で前記ウォームが前記ウォームホイールと噛み合わない仮位置に仮止め可能とされていることを特徴とするウォーム装置。
  2. 前記ブラケットには、前記取付け部に設けられた第1の係合部と係合し、該ブラケットが前記正位置から仮位置に前記モータ出力軸と直交する方向に移動するのをガイドするガイド部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のウォーム装置。
  3. 前記ブラケットには、前記取付け部に設けられた第2の係合部と係合可能な位置決め部が設けられ、前記ガイド部が前記第1の係合部と係合した状態で前記位置決め部が前記第2の係合部と係合すると、前記ブラケットが前記仮位置に位置決めされるよう構成したことを特徴とする請求項2に記載のウォーム装置。
  4. 前記取付け部には、前記ブラケットを前記正位置および仮位置でそれぞれねじ止めするための複数のねじ孔が設けられるとともに、前記ブラケットにはねじ貫通部が設けられ、前記ブラケットが前記仮位置に位置決めされたときに前記ねじ貫通部が前記取付け部の仮止め用のねじ孔と重なるよう構成したことを特徴とする請求項3に記載のウォーム装置。
  5. 前記ブラケットの前記取付け部から離間する方向の移動を規制するストッパを更に備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のウォーム装置。
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