JP4052793B2 - センサを有する車載用装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジャイロスコープ、角度センサ、加速度センサなどのセンサが取付けられる車載用装置に係わり、特に前記センサを角度を変化させて取付けることができるようにした車載用装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車載用のナビゲーションシステムなどの電子機器では、ノーズ部が操作者の正面を向くように前記電子機器を傾けた姿勢で車内のコンソールパネルに取り付けるものが多数存在する。しかもコンソールパネルの取付け角度は一定ではなく、車種により異なることが多い。よって、電子機器をコンソールパネルに取り付けたときに、必ずしも電子機器を水平に取り付けることが可能であるとは限らない。
【０００３】
一方、前記ナビゲーションシステムには、車の進行方向などを角速度の変位で検出するためのセンサとしてジャイロスコープが搭載されている。前記ジャイロスコープは、主として圧電型の振動子を使用するものであるため、振動子の振動方向を地面に対して水平となるように取り付けておく必要があり、そうでない場合には検出される角速度に多くの誤差を含むこととなる。このような誤差は、ソフトウエアなどで処理できないわけではないが、より精度の高い角速度を検出するためには、予め誤差を少なくしておく方が好ましい。
【０００４】
そこで従来は、以下に示すような手段により、前記ジャイロスコープを地面に対し水平となるように取り付けている。
【０００５】
図６は従来のジャイロスコープが取付けられた車載用の電子機器を示す側面図である。
【０００６】
センサ組立体１は、箱型の容器内にジャイロスコープなどのセンサが納められている。前記センサ組立体１は、板金加工又は樹脂成形されたブラケット２に保持されている。前記ブラケット２の底部には、両側方向（図示Ｙ１およびＹ２方向）に突出する２つの腕部２Ａ，２Ｂが設けられており、その中心には取付け穴２ａ，２ｂが穿設されている。
【０００７】
前記電子機器の筐体３の取付部３Ａには基準となる取付け穴４が機器手前側（図示Ｙ２側）に形成され、また機器奥部側（Ｙ１側）には複数の取付け穴５（５ａ，５ｂおよび５ｃ）が形成されている。前記各取付け穴５ａ，５ｂおよび５ｃは、例えば取付け穴４を中心に一定の半径の円周軌跡上に所定の取付け角度θ（例えばθ１＝１５度，θ２＝３０度）で形成されている。なお、前記取付け穴４と取付け穴５（５ａ，５ｂおよび５ｃ）との半径寸法は、前記ブラケット２の取付け穴２ａと取付け穴２ｂとの間の間隔寸法と等しくなるように設定されている。
【０００８】
前記センサ組立体１を保持したブラケット２は筐体３の取付部３Ａに固定される。すなわち、ブラケット２の一方の取付け穴と筐体取付部３Ａの一方の取付け穴４とがねじ止めされ、他方のねじ穴２ｂと、他方の取付け穴５ａ，５ｂ又は５ｃのいずれとがねじ止めされる。
【０００９】
図６に示すように、例えば地面に対するコンソールパネルの傾斜角度δがδ＝１５度である場合には、ブラケット２のねじ穴２ｂを取付け穴５ｂ（取付け角度θ１＝１５度）に位置合わせすることにより、センサ組立体１が最も水平に近い姿勢となるように固定される。またコンソールパネルの前記傾斜角度δがδ＝０（水平）の場合には、前記ねじ穴２ｂは取付け穴５ａ（取付け角度＝０）に位置合わせされ、コンソールパネルの傾斜角度δがδ＝３０度の場合には、取付け穴５ｃ（取付け角度θ２＝３０度）が選択される。
【００１０】
このように、電子機器は、コンソールパネルの傾斜角度δに合わせ、前記いずれかの取付け穴５ａ，５ｂ又は５ｃを選択することにより、電子機器に取り付けたセンサ組立体１が最も水平状態となるように取り付けられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のセンサ取付け機構では、各取付け穴５が所定の角度（図６では１５度ごと）で形成されているため、すべてのコンソールパネルに対応させることは困難である。すなわち、従来のセンサ取付け機構では取付け角度の分割数が少ないのに対し、実際のコンソールパネルは各車両ごとに種々の傾斜角度を有しているため、すべての車両において正確に前記センサ組立体１を水平姿勢で取り付けることは不可能であった。
【００１２】
また筐体側面に形成される取付け穴５の前記分割数を多く形成した場合には、隣り合う取付け穴５どうしの穴の間隔が狭くなりすぎて、個々の取付け穴５の形状を維持するのが困難になる。また、前記取付け穴５を円周軌跡上に沿う長穴とすることも可能であるが、この場合には、コンソールパネルの傾斜角度に合うように、ブラケット２の取付け角度を各電子機器ごとに設定する角度出しの作業が必要となり、作業が面倒になるという問題がある。また、ブラケット２を筐体取付部３Ａに固定するためのねじが車両の振動などによって緩むと、前記取付け角度に著しい誤差が生じやすくなる。
【００１３】
またブラケット２の腕部２Ａ，２Ｂを両側方向（Ｙ方向）に長めに形成し、ねじ穴２ａと２ｂのピッチを長くすれば、円弧軌跡上に前記取付け穴５を細かな角度で配列させることが可能になる。
【００１４】
しかし、この場合にはブラケット２の形状が大きくなるため、小型化を目指す車載用電子機器において前記センサ組立体１を水平に取り付けるためだけに、ブラケット２固定用の専用スペースを筐体３内に確保することは困難である。さらにセンサ組立体１自体は、今後もますます小型化されていく傾向にあるため、ブラケット２の形状を大きくするのことは時代に逆行するものとなる。
【００１５】
本発明は上記従来の問題を解決するためのものであり、センサをより細かいピッチ角度で所望の角度に固定できるようにしたセンサを有する車載用装置を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、センサを支持するブラケットが、装置本体側の取付部に角度を変えて取り付け可能とされた車載用装置において、
前記取付部には、前記ブラケットを支持する第１群の支持部と第２群の支持部とが設けられ、前記第１群の支持部は異なる位置で前記ブラケットを支持できるように複数箇所に設けられ、
前記第１群の異なる支持部を中心とした所定半径の複数の円弧軌跡上に、前記第２群の支持部が間隔を開けて複数ずつ設けられ、
第１群の支持部と第２群の支持部とで支持されたブラケットの取付角度が、１つの円弧軌跡上の支持部を選択することで変化し、且つ前記取付角度が、１つの円弧軌跡上の支持部を選択したときと他の円弧軌跡上の支持部を選択したときとで相違することを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記１つの円弧軌跡上に位置している支持部と支持部との間の角度位置に、他の円弧軌跡上の支持部が位置していることが好ましい。
【００１８】
また、前記第１群の複数箇所の支持部が連続しているものであってもよいし、第１群の支持部が間隔を開けて設けられていてもよい。
【００１９】
例えば、前記ブラケットには、前記円弧軌跡の半径に一致した間隔を開けて取付け穴またはねじ穴が形成され、前記第１群の支持部と第２群の支持部の双方で、前記ブラケットと前記取付部とがねじ止めされるものであってもよいし、前記第１群の支持部と第２群の支持部の少なくとも一方が凹凸嵌合部であり、他方の支持部でねじ止めされてもよい。あるいは第１群と第２群の支持部が共に凹凸嵌合であり、第１群と第２群の支持部以外で、ブラケットと取付け部がねじ止めされていてもよい。
【００２０】
本発明では、第１群の異なる支持部を中心とする円弧軌跡上に第２群の支持部を設け、前記円弧軌跡を複数に設定することにより、センサを細かな角度変化となるように設置することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１（Ａ）（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態の車載用装置でのセンサの取付け状態を示す側面図であり、図１（Ａ）は車載用装置が水平線に平行に取付けられた状態、図１（Ｂ）は車載用装置が水平線に対して角度θ４で取付けられた状態を示している。
【００２３】
図２（Ａ）（Ｂ）は車載用装置に固定されるセンサ組立体を示しており（Ａ）は側面図、（Ｂ）は背面図である。このセンサ組立体は、振動型のジャイロスコープなどセンサを収納したセンサ組立体１が、ブラケット２に保持されている。このブラケット２の腕部２Ａと２Ｂには、ブラケット側支持部となる雌ねじ穴２ａ，２ｂが形成されており、そのピッチはＰである。
【００２４】
前記振動型ジャイロスコープは、圧電素子などにより弾性体に所定の振動を与え、センサ組立体１に角加速度が与えられたときに、前記弾性体に生じるコリオリ力に基づく変形または振動成分を検出し、これにより前記角速度を検出するものである。車載用装置は、例えばカーナビゲーションシステムを搭載しているものであり、前記角速度の検出値を処理して、車両の走行経路の算出などが行われる。
【００２５】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、車載用装置の筐体３の側板などの取付部（取付面）３Ａには、機器手前側（図示Ｙ２側）に前記筐体３の底面３Ｂおよび天面に対し平行に延びる長孔形状の取付け穴６が形成されている。前記取付け穴６での、機器奥部側の一方の端部と他方の端部が、第１群の２箇所の支持部６ａと６ｂである。
【００２６】
前記取付部３Ａの機器奥部側には、前記第１群の一方の支持部６ａを中心とした所定半径の円弧軌跡α上に、第２群の支持部（取付け穴）７ａ，７ｂ，７ｃが穿設されている。前記支持部６ａを中心とする前記円弧軌跡αの半径は、前記ブラケット２の雌ねじ穴２ａと２ｂとのピッチＰに一致している。
【００２７】
また前記第１群の他方の支持部６ｂを中心とする所定半径の円弧軌跡β上にも、第２群の支持部８ａ，８ｂが穿設されている。この円弧軌跡βの前記支持部６ｂからの半径もＰである。
【００２８】
そして、第１群の一方の支持部６ａと、円弧軌跡α上の第２群の個々の支持部７ａ，７ｂ，７ｃを結ぶ線を取付け基準線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３としたときに、各取付け基準線と筐体３の底面３Ｂとの成す角度はθ１、θ２、θ３である。また、他方の支持部６ｂと、円弧軌跡β上の第２群の個々の支持部８ａ，８ｂとを結ぶ線を取付け基準線Ｌ４、Ｌ５としたときに、前記取付け基準線Ｌ４、Ｌ５と筐体３の底面３Ｂとの成す角度はθ４、θ５である。
【００２９】
例えば、前記θ１は０度であり、前記取付け基準線Ｌ１は、筐体３の底面と平行である。例えば、取付け基準線Ｌ２とＬ３の角度θ２とθ３は１５度と３０度であり、取付け基準線Ｌ４とＬ５の角度θ４とθ５は、７．５度と２２．５度である。すなわち、一方の円弧軌跡α上に位置する各支持部７ａ，７ｂ，７ｃと支持部６ａとを結ぶ取付け基準線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は１５度の角度ピッチであり、他方の円弧軌跡β上に位置する支持部８ａ，８ｂと支持部６ｂとを結ぶ取付け基準線Ｌ４とＬ５の角度ピッチも１５度である。
【００３０】
そして、取付け基準線Ｌ１とＬ２との中間の角度に、取付け基準線Ｌ４が位置し、取付け基準線Ｌ２とＬ３との中間の角度に、取付け基準線Ｌ５が位置している。よって、支持部７ａ，７ｂ，７ｃの穴のピッチおよび支持部８ａと８ｂの穴のピッチを無理に狭くしなくても、ブラケット２の取付け基準線を７．５度の細かな角度ピッチに設定できる。
【００３１】
前記センサ組立体１は、例えば、前記筐体３の取付部（例えば側板）３Ａの内側（機器内側）に取付けられる。
【００３２】
その取付け方法は、取付部３Ａの外側から取付け穴６にねじを挿入して、ブラケット２の一方の雌ねじ穴２ａを螺合させ、第２群のいずれかの支持部７ａ，７ｂ，７ｃ，８ａ，８ｂのいずれかを選択してその穴にねじを挿入してブラケット２の他方の雌ねじ穴２ｂに螺合させる。そしてねじを締め付けることにより、ブラケット２を固定する。
【００３３】
図１（Ａ）は、筐体３の底面３Ｂが水平線Ｏ−Ｏに傾向となる向きで、車載用装置が車室内に設置されている状態を示す。このときは、第１群の一方の支持部６ａと、円弧軌跡α上の支持部７ａの穴を選択して、支持部６ａと支持部７ａにねじを挿入してブラケット２を固定する。その結果、センサ組立体は、雌ねじ穴２ａと２ｂを結ぶ線が取付け基準線Ｌ１に一致して、空間に対して水平に取付けられる。
【００３４】
図１（Ｂ）は、筐体３の底面３Ｂが、水平線Ｏ−Ｏに対して角度θ４（７．５度）の角度に設置された状態を示している。このときは、支持部６ｂと、支持部８ａを選択し、各支持部６ｂと８ａにねじを挿入してブラケット２を固定する。このときブラケット２の雌ねじ穴２ａと２ｂを結ぶ線が角度θ４の取付け基準線Ｌ４に一致し、センサ組立体は水平に取付けられる。
【００３５】
同様に、筐体３の底面３Ｂが水平線に対して角度θ２（３０度）で取付けられるときは、支持部６ａと支持部７ｂに挿入したねじでブラケット２を固定すればよい。前記取付け基準線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は細かな角度割りで設定されているため、車種によって筐体３の設置角度が細かく変化しても、センサを水平にまたは水平になるべく近い角度で取付けることが可能になる。
【００３６】
ここで、第１群の支持部６ａと６ｂは長穴により連続して形成されているので、ブラケット２の一方の雌ねじ穴２ａに螺着させるねじは長穴の取付け穴６に挿入すればよく、雌ねじ穴２ａに螺着されるねじを挿入する穴を選択する必要がないため、取付け作業が容易である。
【００３７】
このように、センサ組立体１を電子機器の筐体３に取り付けた状態で、前記電子機器が車内のコンソールパネルＣｐに固定される。
【００３８】
図３は、本発明における第２の実施の形態として、車載用装置の第１群の支持部と第２群の支持部（取付け穴）の関係を示す図である。
【００３９】
図３に示す第２の実施の形態では、水平に延びる第１群である取付け穴１１内に３つの支持部が設けられている。すなわち、機器手前側が支持部１１ａ、機器奥部側が第３の支持部１１ｃであり、前記支持部１１ａと支持部１１ｃの中間に支持部１１ｂである。第２群の支持部は、前記機器手前側の支持部１１ａを中心とした所定半径の円弧軌跡α１上に、第２群の支持部（取付け穴）ａ１，ａ２，ａ３，ａ４が穿設されている。また前記第１群の中間部の支持部１１ｂを中心とする所定半径の円弧軌跡β１上に第２群の支持部（取付け穴）ｂ１，ｂ２，ｂ３が穿設され、前記第１群の機器奥部側の支持部１１ｃを中心とする所定半径の円弧軌跡γ１上に第２群の支持部（取付け穴）ｃ１，ｃ２，ｃ３が穿設されている。
【００４０】
なお、前記支持部１１ａを中心とする円弧軌跡α１の半径、支持部１１ｂを中心とする円弧軌跡β１の半径および支持部１１ｃを中心とする円弧軌跡γ１の半径は、前記ブラケット２の雌ねじ穴２ａと２ｂとのピッチＰに一致している。
【００４１】
そして、第１群の機器手前側の支持部１１ａと、円弧軌跡α１上の第２群の個々の支持部ａ１，ａ２，ａ３，ａ４を結ぶ線を取付け基準線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４としたときに、各取付け基準線と筐体３の底面との成す角度はθ１，θ２，θ３，θ４である。また中間の支持部１１ｂと、円弧軌跡β１上の第２群の個々の支持部ｂ１，ｂ２，ｂ３とを結ぶ線を取付け基準線Ｌ５、Ｌ６，Ｌ７としたときに、前記取付け基準線Ｌ５、Ｌ６，Ｌ７と筐体３の底面３Ｂとの成す角度はθ５，θ６，θ７である。さらに機器奥部側の支持部１１ｃと、円弧軌跡γ１上の第２群の個々の支持部ｃ１，ｃ２，ｃ３とを結ぶ線を取付け基準線Ｌ８、Ｌ９，Ｌ１０としたときに、前記取付け基準線Ｌ５、Ｌ６，Ｌ７と筐体３の底面３Ｂとの成す角度はθ８，θ９，θ１０である。
【００４２】
よって、上記第１の実施の形態と同様に、筐体３の底面３Ｂが前記角度θ１ないしθ１０のいずれかで取付けられるときは、前記センサ組立体１の取付け時の姿勢が水平線に一致または最も近似するいずれかの第１群の支持部１１と第２群の支持部ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｃ１，ｃ２，ｃ３を選択し、これら第２の支持部に挿入したねじでブラケット２を固定すればよい。第２の実施の形態では、前記取付け基準線Ｌ１ないしＬ１０が、第１の実施の形態の取付け基準線Ｌ１ないしＬ５よりも細かな角度割りで設定されている。よって、第１の実施の形態よりもさらに筐体３内のセンサ１を水平に又は水平に近い角度で取付けることが可能になる。
【００４３】
なお、電子機器の筐体３の正面（ノーズ部）が水平面よりも下方を向く場合には、図示Ａ−Ａ線（第１ないし第３の支持部１１ｃ，１１ｂおよび１１ｃと第１の支持部ａ１を結ぶ線）で示される基準線よりも下部側となる前記各円周軌跡α１，β１，γ１の延長線上に第２の支持部を形成すればよい。
【００４４】
図４は第３の実施の形態を示すセンサを有する車載用装置の側面図、図５は第４の実施の形態を示すセンサを有する車載用装置の側面図である。前記第３，第４の各実施の形態では、第２群の支持部７ａ，７ｂ，７ｃおよび支持部８ａ，８ｂは前記第１の実施の形態と同様のものである。ただし、機器手前側の第１の支持部の形状が、第３の実施の形態では上方（図示Ｚ１方向）に凸となる逆Ｕ字形状の取付け穴９であるのに対し、第４の実施の形態では上方に凸となる逆Ｖ字形状の取付け穴１０とされている点で異なっている。前記第３，第４の実施の形態においても、取付け穴９又は１０とブラケット２の一方の腕部２Ａの雌ねじ穴２ａに挿通されたねじを前記取付け穴９又は１０に沿って移動させ、ブラケット２の回動中心位置を機器奥部側の支持部９ａ又は１０ａと機器手前側の支持部９ｂ又は１０ｂの両位置に自由に変更することができるため、上記第１の実施の形態同様に細かい角度でブラケットを調整することが可能である。しかも、ねじが支持部９ａ，１０ａ又は機器手前側の支持部９ｂ，１０ｂに嵌り込むため、ブラケット２に保持されたセンサ組立体１の水平方向への移動を確実に防止できる。よって、第１ないし第１および第２の実施の形態よりも車体振動に強く、これまで以上にねじの緩みを防止できる。
【００４５】
また、第２の実施の形態のように、３つ以上の円周軌跡上に複数の第２の支持部を備えたものとする場合には、逆Ｕ字形状の取付け穴９を半波整流波形状、または逆Ｖ字形状の取付け穴１０を三角波形状となるように連続して繋げることにより、第１群の支持部を３ヶ以上とすればよい。
【００４６】
なお、上記各実施の形態では、機器手前側に第１群の支持部を、機器奥部側に第２群の支持部を配置した形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、機器手前側に第２群の支持部を、機器奥部側に第１群の支持部を配置したものであってもよい。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述した本発明によれば、センサを取り付けるための支持部を複数設けることができるため、取付け角度の分割数を増やすことが可能となる。よって、センサをより高い精度で任意の角度で固定することが可能となるため、センサの検出精度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の車載用装置でのセンサの取付け状態を示す側面図であり、（Ａ）は車載用装置が水平線に平行に取付けられた状態、（Ｂ）は車載用装置が水平線に対して角度θ４で取付けられた状態、
【図２】車載用装置に固定されるセンサ組立体を示しており（Ａ）は側面図、（Ｂ）は背面図、
【図３】本発明における第２の実施の形態として、車載用装置の第１群の支持部と第２群の支持部との関係を示す図
【図４】第３の実施の形態を示すセンサを有する車載用装置の側面図、
【図５】第４の実施の形態を示すセンサを有する車載用装置の側面図、
【図６】従来のジャイロスコープが取付けられた車載用の電子機器を示す側面図、
【符号の説明】
１ センサ組立体
２ ブラケット
２Ａ，２Ｂ 腕部
２ａ，２ｂ ねじ穴
３ 筐体
３Ａ 取付部
６，９，１０，１１ 取付け穴
６ａ，６ｂ 第１群の支持部
７ａ，７ｂ，７ｃ 第２群の支持部
８ａ，８ｂ 第２群の支持部
ａ１，ａ２，ａ３，ａ４ 第２群の支持部
ｂ１，ｂ２，ｂ３ 第２群の支持部
ｃ１，ｃ２，ｃ３ 第２群の支持部
θ１，θ２，…，θ１０ 角度
Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１０ 取付け基準線
α，β，γ 円周軌跡

Claims (5)

1. センサを支持するブラケットが、装置本体側の取付部に角度を変えて取り付け可能とされた車載用装置において、
   前記取付部には、前記ブラケットを支持する第１群の支持部と第２群の支持部とが設けられ、前記第１群の支持部は異なる位置で前記ブラケットを支持できるように複数箇所に設けられ、
   前記第１群の異なる支持部を中心とした所定半径の複数の円弧軌跡上に、前記第２群の支持部が間隔を開けて複数ずつ設けられ、
   第１群の支持部と第２群の支持部とで支持されたブラケットの取付角度が、１つの円弧軌跡上の支持部を選択することで変化し、且つ前記取付角度が、１つの円弧軌跡上の支持部を選択したときと他の円弧軌跡上の支持部を選択したときとで相違することを特徴とする車載用装置。
2. 前記１つの円弧軌跡上に位置している支持部と支持部との間の角度位置に、他の円弧軌跡上の支持部が位置している請求項１記載の車載用装置。
3. 前記第１群の複数箇所の支持部が連続している請求項１または２記載の車載用装置。
4. 前記ブラケットには、前記円弧軌跡の半径に一致した間隔を開けて取付け穴またはねじ穴が形成され、前記第１群の支持部と第２群の支持部の双方で、前記ブラケットと前記取付部とがねじ止めされる請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用装置。
5. 前記第１群の支持部と第２群の支持部の少なくとも一方が凹凸嵌合部である請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用装置。

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