JP4143474B2

JP4143474B2 - 車載用電子機器

Info

Publication number: JP4143474B2
Application number: JP2003171072A
Authority: JP
Inventors: 正志遠藤
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-06-16
Also published as: JP2005007931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示画面等を有する可動部を本体装置に対して出没方向へ移動自在とした車載用電子機器に係り、特に、上記可動部を支持するスライド部材をモータを駆動源として前後進させる動力伝達機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の車載用電子機器においては、本体装置の内部にその前後方向へ延びるラックを配設すると共に、可動部を支持するスライド部材にモータと減速ギヤ列を搭載し、この減速ギヤ列の最終段のギヤを上記ラックに噛合することにより、モータの回転に伴ってスライド部材を本体装置の前後方向へ往復移動させるという動力伝達機構が採用されている（例えば、特許文献１参照）。スライド部材には例えばディスプレイ装置等の可動部が回動可能に支持されており、上記モータやそれとは別のモータの駆動力を利用して電動で可動部を回動するものと、ユーザが手動で可動部を回動操作するものとが知られている。
【０００３】
このような車載用電子機器において、例えばスライド部材と可動部とを別々のモータで駆動する２モータ方式を採用した場合、スライド部材が本体装置内の後退位置に引き込まれているとき、ディスプレイ装置等の可動部は水平姿勢を保って本体装置の内部に格納されており、この状態で第１のモータを一方向へ回転すると、その回転力が減速ギヤ列を介して最終段のギヤに伝達される。その結果、スライド部材がラックに沿って後退位置から前進位置へ移動を開始し、スライド部材が前進位置まで移動した後あるいはその直前に第２のモータを一方向へ回転すると、本体装置の前方で可動部が回動して所定の傾斜角度に起立する。一方、可動部が起立状態にあるときに第２のモータを逆方向へ回転すると、本体装置の前方で可動部が回動して水平状態に戻り、引き続いて第１のモータを逆方向へ回転すると、スライド部材がラックに沿って前進位置から後退位置へと移動する。その結果、スライド部材は本体装置内の後退位置に引き込まれ、可動部は再び水平姿勢を保って本体装置の内部に格納される。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−６４４８４号公報（第４−７頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的にこの種の車載用電子機器は、車両のインストルメントパネル等におけるユーザ（搭乗者）の視線よりも下方位置に設置される関係上、例えばユーザが起立したディスプレイ（可動部）の表面を目視しやすくするために、本体装置の前面側を上向きにした状態で斜めに設置されるようになっている。しかしながら、このように本体装置が斜め上向き状態で設置された場合、モータを駆動源としてスライド部材をその自重に抗して斜め上方へ前進動作するとき、モータは回転方向に対し大きな負荷を受けて低速で回転するが、その反対に前進位置にあるスライド部材を斜め下方へ後退動作するとき、スライド部材の自重による斜め下方へ戻ろうとする力にアシストされてモータの回転数が高くなるため、スライド部材の移動方向に応じてモータの動作負荷が大きく変動するという現象が発生する。特に、大画面のＬＣＤを有するモニタ装置のように比較的重い可動部がスライド部材に支持されている場合、前進位置にあるスライド部材が斜め下方へ戻ろうとするアシスト力が増大するため、スライド部材の後退動作時にモータ負荷が極端に小さくなり、その結果、モータの回転をスライド部材に伝達する減速ギヤ列の各ギヤ間に必要とされるバックラッシュ（遊び）に起因して、スライド部材の後退動作時に減速ギヤ列のギヤ同士がぶつかり合って異音を発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、モータの回転をスライド部材に伝達する減速ギヤ列からの異音発生を抑えることができる車載用電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータの回転をスライド部材に伝達する減速ギヤ列中に捩りコイルばねが巻装されたシャフトを介在させ、モータがスライド部材を後退させる方向へ回転する時に、この捩りコイルばねにスライド部材を前進させる方向への捩り力を蓄勢することとする。減速ギヤ列中にこのような捩りコイルばねを介在させると、本体装置がその前面側を上向きにした斜め上向き状態で設置された場合、モータを駆動源としてスライド部材が前進位置から斜め下方へ後退動作するとき、モータの回転に伴って捩りコイルばねにスライド部材を前進方向へ付勢する捩り力が次第に蓄勢されていき、モータの動作負荷が大きくなって低速で回転するため、減速ギヤ列からの異音発生を抑えることができる。また、スライド部材が後退位置に移動した時点で、捩りコイルばねにはスライド部材を前進方向へ付勢する十分に大きな捩り力が蓄勢されているため、スライド部材を後退位置から斜め上方へ前進動作するとき、モータの動作負荷が捩りコイルばねの捩り力にアシストされて小さくなり、スライド部材の前後進時にモータの動作負荷が大きく変動することを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明による車載用電子機器の前面パネル装置では、本体装置の前後方向に沿って延びるラックと、このラックに噛合するギヤを含む減速ギヤ列と、この減速ギヤ列を回転駆動するモータと、これら減速ギヤ列およびモータを支持するスライド部材と、このスライド部材に支持された可動部とを備え、前記スライド部材の前後進動作に伴って前記可動部を前記本体装置の前面に対して出没方向へ移動可能とした車載用電子機器において、前記減速ギヤ列に連動して回転するシャフトに捩りコイルばねを巻装し、この捩りコイルばねの一端部を前記スライド部材側に係止すると共に、該捩りコイルばねの他端部を前記シャフト側に係止し、前記モータが前記スライド部材を後退させる方向へ回転する時に、前記捩りコイルばねに前記スライド部材を前進させる方向への捩り力が蓄勢されるように構成した。
【０００９】
このように構成された車載用電子機器においては、本体装置がその前面側を上向きにした斜め上向き状態で設置された場合に、モータを駆動源としてスライド部材が前進位置から斜め下方へ後退動作するとき、モータの回転に伴って捩りコイルばねにスライド部材を前進方向へ付勢する捩り力が次第に蓄勢されていき、モータの動作負荷が大きくなって低速で回転するため、減速ギヤ列からの異音発生を抑えることができる。また、スライド部材が後退位置に移動した時点で、捩りコイルばねにはスライド部材を前進方向へ付勢する十分に大きな捩り力が蓄勢されているため、スライド部材を後退位置から斜め上方へ前進動作するとき、モータの動作負荷が捩りコイルばねの捩り力にアシストされて小さくなり、スライド部材の前後進時にモータの動作負荷が大きく変動することを防止できる。
【００１０】
上記の構成において、捩りコイルばねが巻装されるシャフトは減速ギヤ列中の任意の部位に配設可能であるが、本体装置に設けられたラックに噛合するギヤをシャフトの端部に取り付け、このシャフトに捩りコイルばねを巻装することが好ましく、このようにスライド部材の駆動系に本来必要とされるシャフトに捩りコイルばねを巻装すると、部品点数の増加を抑えることができると共に省スペース化が図れる。
【００１１】
【実施例】
実施例について図面を参照して説明すると、図１は実施例に係る車載用電子機器のディスプレイが格納された状態を示す裏面図、図２は該車載用電子機器のディスプレイが突出した状態を示す裏面図、図３は該車載用電子機器の車両への設置状態を示す側面図、図４は該車載用電子機器に備えられる動力伝達機構の斜視図、図５は該動力伝達機構に備えられるウォーム装置の平面図、図６は該ウォーム装置の斜視図、図７は該動力伝達機構に備えられる捩りコイルばねの動作説明図である。
【００１２】
これらの図において、符号１は車載用電子機器の外殼をなす本体装置であり、この本体装置１は箱形のシャーシ２とその前端部に一体化された化粧部材３とで構成されている。本体装置１はユーザ（搭乗者）の視線に対して下方に位置する車内の適宜個所、例えばインストルメントパネルＰの凹所内に設置されるが、その際、本体装置１はその前面側を上向きにした状態で斜めに設置されるようになっている（図３参照）。
【００１３】
シャーシ２内の両側部には一対のラック４が固定されており、これらラック４は互いに平行に前後方向へ延びている。また、シャーシ２の内部にはスライドベース（スライド部材）５が前後進可能に配設されており、このスライドベース５の前端部にはディスプレイ（可動部）６が回動可能に支持されている。ディスプレイ６の裏面にはＬＣＤからなる表示画面６ａやクローズ釦６ｂ等が配設されており、水平状態にあるディスプレイ６の前端面には図示せぬオープン釦が配設されている。スライドベース５には第１のモータ７と第２のモータ８が搭載されており、スライドベース５は第１のモータ７を駆動源とする第１の動力伝達機構によって本体装置１の前後方向へ往復移動され、ディスプレイ６は第２のモータ８を駆動源とする第２の動力伝達機構によって水平状態と起立状態の間を回転動作される。
【００１４】
すなわち、第１の動力伝達機構は第１のモータ７の回転力をスライドベース５に伝達する減速ギヤ列９を有しており、この減速ギヤ列９の最初段ギヤであるウォームギヤ１０は第１のモータ７の回転軸に取り付けられている。ウォームギヤ１０には次段ギヤのウォームホイール１１が噛合しており、減速ギヤ列９の最終段のギヤ９ａはスライドベース５の後端部に軸支されたシャフト１２に固着されている。シャフト１２の両端部には前記ラック４に噛合するギヤ１３が固着されており、また、シャフト１２には捩りコイルばね１５が巻装されている。この捩りコイルばね１５の一端部１５ａはスライドベース５の適宜個所に係止され、捩りコイルばね１５の他端部１５ｂはシャフト１２に固着されたブッシュ１６に係止されている。一方、第２の動力伝達機構は第２のモータ８の回転力をディスプレイ６に伝達する減速ギヤ列１７を有しており、この減速ギヤ列１７の最初段ギヤであるウォームギヤ１８は第２のモータ８の回転軸に取り付けられている。ウォームギヤ１８には次段ギヤのウォームホイール１９が噛合しており、減速ギヤ列１７の最終段のギヤ１７ａはディスプレイ６側に固着された図示せぬギヤに噛合している。
【００１５】
図５と図６に示すように、第２のモータ８とウォームギヤ１８およびウォームホイール１９は、金属板製のブラケット２０によってユニット化されてウォーム装置２１を構成している。ブラケット２０にはその底面２０ａに対して略直角に折り曲げられた第１および第２の起立面２０ｂ，２０ｃが形成されており、これら第１および第２の起立面２０ｂ，２０ｃは互いに平行に対向している。ブラケット２０の底面２０ａはスライドベース５上にネジ等を用いて固定されており、ウォームホイール１９はこの底面２０ａ上に軸支されている。第２のモータ８の端面は第１の起立面２０ｂに固定されており、第２のモータ８の回転軸８ａとウォームギヤ１８は第１の起立面２０ｂから第２の起立面２０ｃに向かって延びている。ウォームギヤ１８の先端部には小径部１８ａが一体形成されており、この小径部１８ａは第２の起立面２０ｃに対向している。これら小径部１８ａと第２の起立面２０ｃとの間に板ばね２２が介設されており、この板ばね２２はＬ字状に折り曲げられて底面２０ａに固定されている。ウォームギヤ１８の小径部１８ａは板ばね２２に弾接しており、ウォームギヤ１８は板ばね２２と第２の起立面２０ｃによってスラスト方向への動きが規制されている。
【００１６】
また、第２の起立面２０ｃには第１の起立面２０ｂに向かって突出する突出部２０ｄが一体形成されており、ウォームギヤ１８の小径部１８ａはこの突出部２０ｄとウォームホイール１９との間に位置している。ただし、突出部２０ｄは小径部１８ａの外周面と接触しておらず、両者間には所定の間隔Ｇが確保されている。この間隔Ｇはウォームギヤ１８とウォームホイール１９のモジュールに応じて決定されるが、少なくともウォームギヤ１８とウォームホイール１９の歯たけ寸法（噛み合い高さ）よりも小さな値に設定されている。
【００１７】
なお、詳細な説明は省略するが、第１のモータ７とウォームギヤ１０およびウォームホイール１１も前記ウォーム装置２１と同様に構成されている。
【００１８】
次に、上記の如く構成された車載用電子機器の動作を説明する。
【００１９】
図１に示すように、ディスプレイ６が本体装置１の内部に収納されたクローズ状態において、シャフト１２の両端部のギヤ１３はそれぞれ本体装置１に固定されたラック４の後端部と噛合しており、スライドベース５は本体装置１内の後退位置にあって、ディスプレイ６はスライドベース５に対して水平な状態になっている。この場合、捩りコイルばね１５は無負荷状態を基準にして一方向（例えば図７の矢印Ａ方向）へ捩られて十分に大きな捩り力が蓄勢されており、その反力がシャフト１２を介してギヤ９ａに伝達されることによって、スライド部材５は前進方向（図１〜図３の矢印Ｃ方向）へ付勢されている。
【００２０】
かかるクローズ状態で図示せぬオープン釦を投入すると、第１のモータ７が一方向へ回転し、その回転力がウォームギヤ１０からウォームホイール１１を介して減速ギヤ列９の最終段のギヤ９ａまで伝達されるため、このギヤ９ａとシャフト１２が一体的に回転する。これによってシャフト１２の両端のギヤ１３がラック４の後端部から前端部側へと移動するため、スライドベース５が本体装置１内の後退位置から矢印Ｃ方向へ前進し、ディスプレイ６も水平状態を保ったまま矢印Ｃ方向へ前進して本体装置１の前方側へ突出する。その際、本体装置１がその前面側を上向きにした状態で斜めに設置されている関係上、図３に示すように、スライドベース５とディスプレイ６はその自重に逆らって斜め上方へ前進することになるが、前述したように捩りコイルばね１５にスライド部材５を前進方向へ付勢する大きな捩り力が蓄勢されているため、第１のモータ７の動作負荷が捩りコイルばね１５の捩り力にアシストされて小さくなる。
【００２１】
このようにしてスライドベース５とディスプレイ６が前進すると、それに伴ってシャフト１２とブッシュ１６が一体的に回転するため、ブッシュ１６に係止された捩りコイルばね１５の他端部１５ｂが図７の矢印Ｂ方向へ巻き戻され、捩りコイルばね１５に蓄勢された捩り力は次第に弱められていく。そして、図２に示すように、ディスプレイ６が本体装置１の前面から完全に突出すると捩りコイルばね１５は最も捩り力が小さい状態となり、この時点で図示せぬストッパによってディスプレイ６の前進動作が停止すると共に、同じく図示せぬ検出スイッチからの検出信号に基づいて第１のモータ７の回転が停止し、その代わりに第２のモータ８が一方向へ回転する。第２のモータ８が一方向へ回転すると、その回転力がウォームギヤ１８からウォームホイール１９を介して減速ギヤ列１７の最終段のギヤ１７ａに伝達されるため、このギヤ１７ａに噛合する図示せぬギヤの回転に伴ってディスプレイ６が図３の矢印Ｅ方向へ回動しながら立ち上がり、ディスプレイ６の裏面の表示画面６ａが露出してくる。そして、図３の２点鎖線で示すように、ディスプレイ６が起立すると、図示せぬ角度検出センサからの検出信号に基づいて第２のモータ８の回転が停止し、ディスプレイ６は表示画面６ａをユーザ（搭乗者）に正対させた状態で停止する。
【００２２】
このようにしてディスプレイ６はオープン状態となって使用されるが、このオープン状態でクローズ釦６ｂを投入すると、上記と逆の動作が実行されて再びクローズ状態となる。すなわち、まず、第２のモータ８を逆方向へ回転することにより、ディスプレイ６を図３の矢印Ｆ方向へ回動させてその姿勢をスライドベース５と水平な状態に戻した後、第１のモータ７を逆方向に回転することにより、スライドベース５およびディスプレイ６をその自重が付加される矢印Ｄ方向の斜め下方へ後退させる。この場合、第１の動力伝達機構中に介在されたシャフト１２はスライドベース５の前進時と逆方向に回転するため、第１のモータ７の回転に伴って捩りコイルばね１５の他端部１５ｂは図７の矢印Ａ方向へ巻き締められ、捩りコイルばね１５にスライド部材５を前進方向へ付勢する捩り力が次第に蓄勢されていく。すなわち、第１のモータ７を駆動源としてスライドベース５を後退動作するときに、第１のモータ７の回転を妨げようとする負荷が捩りコイルばね１５から加わるため、第１のモータ７の動作負荷が大きくなる。したがって、スライドベース５の後退時にも第１のモータ７は低速で回転することになり、第１の動力伝達機構に介在された減速ギヤ列９からの異音発生を抑制することができる。そして、スライドベース５が図１に示すように本体装置１の奥部まで後退すると、再びディスプレイ６は本体装置１の内部に収納されてクローズ状態に戻る。
【００２３】
上記した車載用電子機器の動作中に、第１の動力伝達機構の減速ギヤ列９または第２の動力伝達機構の減速ギヤ列１７に過度の負荷が生じた場合、例えば、第２のモータ８を駆動源としてディスプレイ６の立ち上げ動作を行う際に、ディスプレイ６が図示せぬストッパに当接して回動停止するタイミングに対し、図示せぬ角度検出センサからの検出信号に基づいて第２のモータ８を回転停止するタイミングが若干遅れた場合、減速ギヤ列１７のウォームホイール１９から最終段までのギヤは回転停止するが、第２のモータ８の回転軸８ａに取り付けられたウォームギヤ１８は回転を続行するため、ウォームギヤ１８とウォームホイール１９の噛合部分に異常な回転力が作用することになる。このような場合、ウォームギヤ１８がウォームホイール１９の径方向外側（図５の矢印Ｈ方向）へ変位するが、ウォームギヤ１８の歯がウォームホイール１９の歯を飛び越える前に、ウォームギヤ１８の小径部１８ａの外周面がブラケット２０の第２の起立面２０ｃに形成された突出部２０ｄに当接するため、小径部１８ａと突出部２０ｄ間の間隔Ｇがゼロになってウォームギヤ１８はそれ以上外側へ変位しなくなる。したがって、ウォームギヤ１８とウォームホイール１９の噛合部分に異常な回転力が作用したとしても、ウォームギヤ１８の歯がウォームホイール１９の歯を飛び越える歯飛び現象は発生せず、両者の歯同士のぶつかり合いに起因する異音は発生しなくなる。
【００２４】
このように上記実施例に係る車載用電子機器では、第１のモータ７を駆動源としてスライドベース５を前後進する第１の動力伝達機構中に減速ギヤ列９を用い、この減速ギヤ列９に連動して回転するシャフト１２に捩りコイルばね１５を巻装し、この捩りコイルばね１５の一端部１５ａをスライドベース５またはこのスライドベース５と一体的に移動する部材に係止すると共に、捩りコイルばね１５の他端部１５ｂをシャフト１２に固着されたブッシュ１６に係止したので、第１のモータ７の回転方向に応じて捩りコイルばね１５に所定方向への捩り力が蓄勢されることになる。
【００２５】
したがって、本体装置１がその前面側を上向きにした斜め上向き状態で設置された場合に、第１のモータ７を駆動源としてスライド部材５が前進位置から斜め下方へ後退動作するとき、第１のモータ７の回転に伴って捩りコイルばね１５にスライド部材５を前進方向へ付勢する捩り力が次第に蓄勢されていき、第１のモータ７の動作負荷が大きくなって低速で回転するため、減速ギヤ列９からの異音発生を抑えることができる。また、スライド部材５が後退位置に移動した時点で、捩りコイルばね１５にはスライド部材５を前進方向へ付勢する十分に大きな捩り力が蓄勢されるため、スライド部材５を後退位置から斜め上方へ前進動作するとき、第１のモータ７の動作負荷が捩りコイルばね１５の捩り力にアシストされて小さくなり、その結果、第１のモータ７の動作負荷がスライド部材５の前進時と後退時で大きく変動することを防止できる。また、前記シャフト１２はスライドベース５を前後進する第１の動力伝達機構に本来必要な部品であり、このようなシャフト１２に捩りコイルばね１５を巻装したので、例えば減速ギヤ列９のギヤ９ａ（１３）以外のギヤに別途シャフトを固定する場合に比べて、部品点数の増加を抑えることができると共に省スペース化が図れる。
【００２６】
なお、上記実施例では、第１のモータ７とは別の第２のモータ８を駆動源としてディスプレイ６を回動動作する場合について説明したが、スライド部材５を前後進動作する第１のモータ７の駆動力を利用してディスプレイ６を回動動作させることも可能である。
【００２７】
また、スライド部材５に支持されて本体装置１の前後方向へ移動する可動部としては、上記ディスプレイに限らず、本体装置１の前面に配設されてその下端部がスライド部材によって前後進することにより傾倒する、いわゆる可動ノーズと称せられる操作パネルでも良く、あるいはＣＤやＤＶＤ等の記録媒体を本体装置の内外へ搬送するトレイ等であっても良い。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２９】
本体装置がその前面側を上向きにした斜め上向き状態で設置された場合において、モータを駆動源としてスライド部材が前進位置から斜め下方へ後退動作するとき、モータの回転に伴って捩りコイルばねにスライド部材を前進方向へ付勢する捩り力が次第に蓄勢されていき、モータの動作負荷が大きくなって低速で回転するため、減速ギヤ列からの異音発生を抑えることができる。また、スライド部材が後退位置に移動した時点で、捩りコイルばねにはスライド部材を前進方向へ付勢する十分に大きな捩り力が蓄勢されているため、スライド部材を後退位置から斜め上方へ前進動作するとき、モータの動作負荷が捩りコイルばねの捩り力にアシストされて小さくなり、スライド部材の前後進時にモータの動作負荷が大きく変動することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る車載用電子機器のディスプレイが格納された状態を示す裏面図である。
【図２】該車載用電子機器のディスプレイが突出した状態を示す裏面図である。
【図３】該車載用電子機器の車両への設置状態を示す側面図である。
【図４】該車載用電子機器に備えられる動力伝達機構の斜視図である。
【図５】該動力伝達機構に備えられるウォーム装置の平面図である。
【図６】該ウォーム装置の斜視図である。
【図７】該動力伝達機構に備えられる捩りコイルばねの動作説明図である。
【符号の説明】
１本体装置
４ラック
５スライドベース（スライド部材）
６ディスプレイ（可動部）
７第１のモータ
９減速ギヤ列
９ａギヤ
１２シャフト
１３ギヤ
１５捩りコイルばね
１６ブッシュ

Claims

本体装置の前後方向に沿って延びるラックと、このラックに噛合するギヤを含む減速ギヤ列と、この減速ギヤ列を回転駆動するモータと、これら減速ギヤ列およびモータを支持するスライド部材と、このスライド部材に支持された可動部とを備え、前記スライド部材の前後進動作に伴って前記可動部を前記本体装置の前面に対して出没方向へ移動可能とした車載用電子機器において、
前記減速ギヤ列に連動して回転するシャフトに捩りコイルばねを巻装し、この捩りコイルばねの一端部を前記スライド部材側に係止すると共に、該捩りコイルばねの他端部を前記シャフト側に係止し、前記モータが前記スライド部材を後退させる方向へ回転する時に、前記捩りコイルばねに前記スライド部材を前進させる方向への捩り力が蓄勢されるように構成したことを特徴とする車載用電子機器。
請求項１の記載において、前記シャフトの端部に前記ラックに噛合するギヤが取り付けられていることを特徴とする車載用電子機器。