JP4201535B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用などとして使用され、表示画面を有する回動部材が回動自在に設けられた表示装置に係り、特に回動部材の回動負荷を低減する付勢部材を有している表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は車載用の表示装置を示す側面図である。
【０００３】
この表示装置は、自動車の前席の背もたれ１の背面に形成された凹部１ａ内に支持体２が埋設されて固定されている。この支持体２は枠体形状である。前記支持体２の上方に支持軸５が設けられ、前方に表示画面３を有する回動部材４の上部が前記支持軸５に回動自在に支持されている。
【０００４】
この回動部材４を回動させる回動機構として、第１のリンク６の一端６ａが支持体２に回動自在に支持され、他端６ｂが前記回動部材４の側面において矢印９方向へ摺動自在に支持されている。また、第２のリンク７の一端は連結軸７ａによって第１のリンク６の中点に回動自在に支持されているとともに、第２のリンク７の他端７ｂは、支持体２において矢印９方向へ摺動自在に支持されている。
【０００５】
回動部材４は、図５の実線状態のときに支持体２内に収納されている。そしてモータの動力により前記他端７ｂが矢印９方向へ駆動されることにより、回動部材４が一点鎖線で示す突出姿勢まで回動させられる。
【０００６】
前記背もたれ１は上端が後方へ向く方向へ傾いているため、回動部材４が実線の収納姿勢のときには、後席から表示画面３を見にくいが、回動部材４が一点鎖線の突出姿勢となることにより前記表示画面３を見やすくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記表示装置において、モータで前記他端７ｂを矢印９方向へ移動させるときに、図５の実線の収納姿勢から回動部材４が突出姿勢に向かうにしたがって前記モータの負荷が徐々に増大していく。図６は、回動部材４の回動角度θとモータの負荷との関係を示している。図６に示すように、回動部材４の回動角度θが大きくなるにしたがってモータの負荷が増大していく。その理由は、前記他端７ｂが矢印９の方向へ向かうにしたがって、第２のリンク７の角度αが徐々に大きくなること、および回動部材４は、垂直線Ｖに沿う垂直姿勢の位置から突出姿勢に向かうにしたがって重力に反する方向へ回動させられることに起因する。
【０００８】
このように、回動部材４が回動するにしたがって負荷が徐々に大きくなるため、モータのトルクを最大負荷に応じて設定することが必要となり、モータへの負担が大きくなる。またモータを一定のトルクで動作させると、回動部材４が収納姿勢から回動し始めた直後では動作速度が速く、その後に突出姿勢に向かうにしたがって動作速度が徐々に遅くなる欠点がある。
【０００９】
そこで前記モータの負荷の変動をアシストするために、前記支持軸５と前記連結軸７ａとの間に引っ張りコイルスプリング８を設けることが考えられる。しかし、引っ張りコイルスプリング８は、図５において回動部材４が収納姿勢のときに、その設定長が長く、回動部材４が突出姿勢に向けて回動していくにしたがって、その設定長が短くなるため、図７に示すように、回動部材４の回動角度θが大きくなるにしたがって、引っ張りコイルスプリング８の引っ張り弾性力が弱くなっていく。
【００１０】
よって、回動部材４が回動するにしたがって図６に示すようにモータの負荷が徐々に増大するにもかかわらず、図７に示すように引っ張りコイルスプリング８による付勢力が小さくなってしまうため、前記引っ張りコイルスプリング８によって、モータの負荷を効率よくアシストすることができず、モータの負担を低減させることができず、また回動部材４の動作速度の変動を修正することができない。
【００１１】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、回動部材の回動動作をアシストする付勢部材の付勢力が常に一定となるようにして、回動部材の動作速度の変動を小さくできるようにした表示装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定された支持体と、前記支持体にその上部が回動自在に支持された回動部材と、前記回動部材に設けられた表示画面と、前記回動部材を、収納姿勢から自重によるモーメントの作用方向と逆の向きに向けて回動させる回動機構と、前記回動機構を駆動するモータと、前記回動部材と前記支持体との間に設けられて前記回動部材に自重によるモーメントを打ち消す向きの付勢力を与える付勢部材とが設けられた表示部材において、
前記回動機構は、一端が前記支持体に回動自在に支持され他端が前記回動部材に摺動自在な第１のリンクと、一端が前記第１のリンクに回動自在に連結され他端が前記支持体に摺動自在に支持された第２のリンクとを有し、前記モータの動力により前記第２のリンクの前記他端が前記支持体に対して重力と反する向きに移動させられることによって、前記回動部材が自重のモーメントの作用方向と逆の向きに回動させられるものであり、
前記付勢部材は、回動自在なドラムと、前記ドラムに一端が固定されるとともに前記ドラムに多重巻きに巻きつけられ且つ前記巻き付けを維持するように変形させられた弾性材とを有する定荷重ばねで、前記第１のリンクと前記支持体の一方に前記ドラムが回転自在に支持され、他方に前記弾性材の他端が支持されており、
前記回動部材の前記収納姿勢からの回動角度が大きくなるにつれて、前記第１のリンクと前記支持体との回動支点から、前記付勢部材の付勢力の作用ベクトルまでの、前記作用ベクトルと直交する向きの距離が大きくなることを特徴とするものである。
【００１３】
この表示装置では、回動部材を自重に反する方向へ回動させるために、回動部材の回動動作をアシストする付勢部材の弾性力が、回動部材の回動角度にかかわらずほぼ一定となっている。したがって、モータの負荷を低減させることができ、またモータを一定のトルクで駆動したときに、回動部材の動作速度の変動を抑制することができる。
【００１５】
前記のようなリンク機構を用いて回動部材を動作させると、回動部材が突出姿勢へ向けて回動するにしたがって第２のリンクの動作角度が徐々に大きくなり、これによっても回動部材の回動動作に応じてモータの負荷が増大していく。このような機構の場合に、前記付勢部材でアシスト付勢力を一定に与えることができ、モータの負荷を同様にして低減できる。
【００１６】
この場合に、前記付勢部材の付勢力は、第１のリンクと第２のリンクとの連結点に作用するようにすると、前記付勢部材から第１のリンクに作用するアシストモーメントを、回動部材の回動角度の増加に伴って大きくなるように設定することも可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の表示装置の正面図、図２および図３は図１のＩＩ矢視の側面図を示し、図２は表示部材が支持体の内部に収納された収納状態、図３は表示部材が支持体の外部に突出した突出状態を示している。また図４は定荷重ばねの特性を示す線図である。
【００１８】
図１に示す表示装置１０は車載用であり、運転席や助手席などの座席シートの背もたれＣの背面などに取り付けられ、後部座席から見ることができるようにしたものである。
【００１９】
図１ないし図３に示すように、前記表示装置１０は、表面にディスプレイ（表示画面）Ｄを備えた回動部材１１が箱状、あるいは枠状の支持体１２の内部に収納できるようになっている。この支持体１２は、前記背もたれＣの背面などに固定されている。
【００２０】
回動部材１１の両側面１１Ａ，１１Ｂの上方部分には支持軸１１ａ，１１ｂが固定されており、前記支持体１２の両側面に形成された軸受け部１２ａ，１２ｂに前記支持軸１１ａ，１１ｂが回動自在に支持されている。なお、前記支持体１２の両側面から内方へ支持軸が突設され、回動部材１１の両側面１１Ａ，１１Ｂに軸受け部が形成されたものであってもよい。
【００２１】
前記表示装置１０の図示右側部では、支持体１２の内面と回動部材１１の側面１１Ａとの間に機構収納用のスペースＳが設けられている。前記スペースＳ内には回動機構２０が設けられており、この回動機構２０により、回動部材１１が支持体１２内に収納される収納姿勢（図２参照）と、支持体１２の外部に回動させられて後部座席から目視しやすい突出姿勢（図３参照）との間で回動するようになっている。
【００２２】
前記回動機構２０は、第１のリンク２１と、モータにより駆動される第２のリンク２２とを組み合わせたリンク機構である。そしてこの回動機構２０が駆動モータＭを有する駆動手段４０によって駆動させられる。
【００２３】
図２に示すように、前記第１のリンク２１は、くの字状の平板であり、一方の端部が、支持体１２の内面に設けられた軸２３によって回動自在に支持され、他方の端部には押圧軸２１ａが取付けられている。前記回動部材１１の一方の側面１１Ａには、ディスプレイＤの画面に沿うＡ１−Ａ２方向に延びる長溝１１ｃが形成されており、この長溝１１ｃ内に前記押圧軸２１ａの先端が摺動自在に挿入されている。
【００２４】
前記第１のリンク２１の屈曲部となる中間部には、連結軸２１ｂが固定されており、この連結軸２１ｂに前記第２のリンク２２の一方の端部が回転自在に支持されている。前記第２のリンク２２の他方の端部に設けられた貫通孔２２ａには駆動軸４２が固定されている。
【００２５】
図１ないし図３に示すように、前記支持軸１１ａには定荷重ばね（付勢部材）３０が設けられている。前記定荷重ばね３０は、前記支持軸１１ａに回転自在に支持されたドラム３１を有し、このドラム３１に、バネ用鋼板で形成された弾性板材（弾性材）３２の一端が固定されている。この弾性板材３２は、前記ドラム３１の外周に多重に巻き付けられ、且つドラム３１の外周に巻き付けられた状態を維持できるように成形されたコンストンばねと称されるものである。この弾性板材３２の先端３３を引き出すと、前記ドラム３１が自転しながら前記巻き付けが解されて弾性板材３２が延び出るようになっている。そして、前記引出し力を解除すると、前記弾性板材３２がドラム３１に巻き付く形状に復元しようとするため、弾性板材３２がドラム３１に巻き戻される。このときの巻き戻し力が弾性引っ張り力（付勢力）Ｆである。図４に示すように、この定荷重ばね３０はドラム３１からの弾性板材３２の引き出し長さが変化しても、弾性引っ張り力Ｆがほぼ一定となる特性を有している。
【００２６】
そして、ドラム３１から引き出された弾性板材３２の先端３３は、前記連結軸２１ｂに固定されている。
【００２７】
前記駆動手段４０の構造としては、まず、前記支持体１２には図示Ａ１−Ａ２方向に移動可能に支持されたラック４１が設けられており、このラック４１の下端に、前記駆動軸４２が連結されている。すなわち、前記第２のリンク２２に固定された前記駆動軸４２は、前記支持体１２の側板内面に形成された案内溝１２ｃに沿ってＡ１−Ａ２方向へ摺動自在であるが、駆動軸４２が前記案内溝１２ｃに沿って摺動するときに、この駆動軸４２と共に前記ラック４１が一緒にＡ１−Ａ２方向で移動するようになっている。
【００２８】
前記支持体１２の内部には軸受部４４が設けられ、この軸受部４４と前記支持体１２の内面との間に軸４５が回転自在に支持され、この軸４５には前記ラック４１に噛み合うピニオンギヤ４５ａと中継ギヤ４５ｂが固定されている。
【００２９】
前記軸受部４４の近傍には駆動モータＭと、この駆動モータＭの出力軸に固定されたウオームギヤＭ１と、前記ウオームギヤＭ１の回転数を減速させて前記中継ギヤ４５ｂに伝達する減速歯車列４６が設けられている。そして、前記減速歯車列４６の出力が前記中継ギヤ４５ｂに伝達されるようになっている。
【００３０】
なお、前記支持体１２の前記回動部材１１の収納領域の周囲の全面には、前記スペースＳ内の機構などを覆い隠すパネルが設けられており、このパネルの表面に、回動部材１１を回動させる際に操作するスイッチや、収納姿勢に戻すスイッチ、さらにはディスプレイの画面の選択や音量調整のための操作スイッチが配列されている。
【００３１】
なお、本実施の形態では第１のリンク２１や第２のリンク２２からなる回動機構２０を回動部材１１の一方の側面１１Ａ側にのみ設けているが、他方の側面１１Ｂ側にも同様のリンク機構を設け、左右のリンク機構を連結する連結部を一体または別体で設けることにより、回動部材１１の両側面側に設けた回動機構２０を１つの駆動モータＭで駆動して回動部材１１を回動させるようにしてもよい。
【００３２】
以下、表示装置のチルト機構の動作について説明する。
図２および図３に示す線Ｖは、前記支持軸１１ａ，１１ｂの軸心を通って重力方向に延びる垂直線である。
【００３３】
図２は回動部材１１が支持体１２の内部に収納された収納姿勢を示している。このとき、前記回動部材１１のディスプレイＤは背もたれＣの背面に沿ってやや下向きに傾斜した状態である。
【００３４】
図２の収納姿勢において、前記表示装置１０の前記パネルなどに設けられたスイッチが操作されると、駆動手段４０の前記駆動モータＭが始動する。駆動モータＭの駆動力は、ウオームギヤＭ１、減速歯車列４６を介して前記中継ギヤ４５ｂに伝達され、軸４５が正転方向に回転させられる。この回転によりピニオンギヤ４５ａがラック４１を図示Ａ１方向に駆動し、ラック４１と共に駆動軸４２が案内溝１２ｃ内をＡ１方向に移動する。
【００３５】
このとき、第２のリンク２２の端部が前記駆動軸４２と共にＡ１方向へ移動し、第２のリンク２２と第１のリンク２１の連結点である連結軸２１ｂが押し上げられる。また、第１のリンク２１が支持体１２に設けられた軸２３を中心として時計方向へ回動し、第１のリンク２１の先部に設けられた押圧軸２１ａが、回動部材１１の側面の長溝１１ｃ内を摺動する。そして回動部材１１は上方に位置する支持軸１１ａ，１１ｂを支点として時計方向へ回動させられる。
【００３６】
この回動動作により、回動部材１１に設けられたディスプレイＤが、垂直線Ｖと平行な姿勢となり、さらに図３に示すようにディスプレイＤが斜め上向きとなった状態が最終的な突出姿勢である。ただし、前記駆動モータＭを止めることにより、回動部材１１を図２に示す収納姿勢と図３に示す突出姿勢の中間で止めることもできる。
【００３７】
回動部材１１が図２の収納姿勢を起点として図３に示す突出姿勢まで回動する際に、その回動角度θが大きくなるにしたがって、駆動モータＭの負荷が増大していく。その理由は、駆動側から見たときには、ラック４１と共に駆動軸４２がＡ１方向へ進むにしたがって、Ａ１−Ａ２方向に対する第２のリンク２２の回動角度αが徐々に大きくなっていき、駆動軸４２がＡ１方向へ移動するときの駆動力ｆに基づく第２のリンク２２に沿う方向の分力ｆａが徐々に小さくなることに起因する。
【００３８】
また、負荷側から見ると、回動部材１１が垂直線Ｖを超えた後に図３に示す突出姿勢になるまでの間、回動部材１１の自重ｇが下向きに作用して回動部材１１を持上げる際の負荷が大きくなることである。さらに詳しく説明すると、図３に示すように、回動部材１１の回動角度θが大きくなるにしたがって、軸２３と押圧軸２１ａとの水平距離Ｌ１が長くなって、軸２３回りの自重方向の負荷モーメントが大きくなり、これが駆動軸４２への負荷として作用するからである。
【００３９】
この表示装置では、支持軸１１ａに定荷重ばね３０が設けられており、その弾性板材３２の先端３３は連結軸２１ｂに連結されている。したがって、定荷重ばね３０の弾性引っ張り力Ｆが常に一定の力で前記連結軸２１ｂを持上げるように動作する。
【００４０】
前記のように定荷重ばね３０が発揮する弾性引っ張り力Ｆは常に一定であるため、駆動軸４２および駆動モータＭに作用する負荷を、前記力Ｆで常にアシストできるようになる。ここで、図２と図３では、定荷重ばね３０の弾性引っ張り力Ｆの作用方向と直交する方向での軸２３と連結軸２１ｂとの距離をＬａで示しているが、回動部材１１の回動角度θが大きくなるにしたがって、前記距離Ｌａも徐々に大きくなる。したがって、前記定荷重ばね３０が第１のリンク２１に与える時計回りのアシストモーメントも、前記回動角度θが大きくなるにしたがって同様に大きくなる。
【００４１】
このように、前記定荷重ばね３０を用いることにより、回動部材１１の回動角度の変化に対して常に一定のアシスト力を与えるだけではなく、前記定荷重ばね３０の弾性引っ張り力（付勢力）を連結軸２１ｂ、あるいは第１のリンク２１の所定の箇所（例えば押圧軸２１ａであってもよい）に作用させることにより、回動部材１１の回動角度θが増加するに伴って増大する負荷を、同時に大きくなっていくアシストモーメントによって効果的に低減できるようになる。
【００４２】
そのため、駆動モータＭに作用する負荷の最大値を低減させることができるとともに、回動部材１１が図２の収納姿勢から図３に示す突出姿勢に回動するまでの回動速度に大きな変動が生じるのを防止できるようになる。
【００４３】
次に、前記回動部材１１を図３の突出姿勢から図２に示す収納姿勢へ戻すときには、前記パネルなどに設けられたスイッチを操作して、前記駆動モータＭを逆転させる。これによりラック４１が図示Ａ２方向に移動し、駆動軸４２がＡ２方向へ戻され、図２の状態に復帰する。
【００４４】
このとき、定荷重ばね３０の弾性引っ張り力Ｆが逆に駆動モータＭの負荷として作用するが、この収納動作は回動部材１１が自重方向へ回動する動作であるため、駆動モータＭの負荷がそれほど増大することはない。また回動部材１１の回動角度θが小さくなるにつれて、定荷重ばね３０が第１のリンク２１に与える時計回り方向のアシストモーメントも徐々に小さくなり、この点においても駆動モータＭの負担を軽減できる。
【００４５】
上記実施の形態では、車載用の表示装置について説明したが、その他例えば電車や航空機等の座席シートなどに設けられるものであってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明では、表示画面を有する回動部材を自重と相反する方向へ回動させる際に、モータの負荷を低減でき回動部材の回動速度の変動も抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置の正面図、
【図２】表示部材が支持体の内部に収納された収納姿勢を示す図１のＩＩ方向の矢視側面図、
【図３】表示部材が支持体の外部に突出した突出姿勢を示す図１のＩＩ方向の矢視側面図、
【図４】定荷重ばねの特性を示す線図、
【図５】従来の車載用の表示装置を示す側面図、
【図６】従来の表示装置において、回動部材が回動する際の負荷抵抗と回動角度θとの関係を示す線図、
【図７】引張りコイルスプリングの弾性力と回動部材の回動角度θとの関係を示す線図、
【符号の説明】
１０ 表示装置
１１ 回動部材
１１ａ，１１ｂ 支持軸
１２ 支持体
２０ 回動機構
２１ 第１のリンク
２１ａ 押圧軸
２２ 第２のリンク
２１ｂ 連結軸
３０ 定荷重ばね
４０ 駆動手段
４１ ラック
４２ 駆動軸
４５ａ ピニオンギヤ
Ｃ 座席シートの背もたれ（支持体）
Ｄ ディスプレイ
Ｆ 弾性引っ張り力（付勢力）
Ｍ 駆動モータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用などとして使用され、表示画面を有する回動部材が回動自在に設けられた表示装置に係り、特に回動部材の回動負荷を低減する付勢部材を有している表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は車載用の表示装置を示す側面図である。
【０００３】
この表示装置は、自動車の前席の背もたれ１の背面に形成された凹部１ａ内に支持体２が埋設されて固定されている。この支持体２は枠体形状である。前記支持体２の上方に支持軸５が設けられ、前方に表示画面３を有する回動部材４の上部が前記支持軸５に回動自在に支持されている。
【０００４】
この回動部材４を回動させる回動機構として、第１のリンク６の一端６ａが支持体２に回動自在に支持され、他端６ｂが前記回動部材４の側面において矢印９方向へ摺動自在に支持されている。また、第２のリンク７の一端は連結軸７ａによって第１のリンク６の中点に回動自在に支持されているとともに、第２のリンク７の他端７ｂは、支持体２において矢印９方向へ摺動自在に支持されている。
【０００５】
回動部材４は、図５の実線状態のときに支持体２内に収納されている。そしてモータの動力により前記他端７ｂが矢印９方向へ駆動されることにより、回動部材４が一点鎖線で示す突出姿勢まで回動させられる。
【０００６】
前記背もたれ１は上端が後方へ向く方向へ傾いているため、回動部材４が実線の収納姿勢のときには、後席から表示画面３を見にくいが、回動部材４が一点鎖線の突出姿勢となることにより前記表示画面３を見やすくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記表示装置において、モータで前記他端７ｂを矢印９方向へ移動させるときに、図５の実線の収納姿勢から回動部材４が突出姿勢に向かうにしたがって前記モータの負荷が徐々に増大していく。図６は、回動部材４の回動角度θとモータの負荷との関係を示している。図６に示すように、回動部材４の回動角度θが大きくなるにしたがってモータの負荷が増大していく。その理由は、前記他端７ｂが矢印９の方向へ向かうにしたがって、第２のリンク７の角度αが徐々に大きくなること、および回動部材４は、垂直線Ｖに沿う垂直姿勢の位置から突出姿勢に向かうにしたがって重力に反する方向へ回動させられることに起因する。
【０００８】
このように、回動部材４が回動するにしたがって負荷が徐々に大きくなるため、モータのトルクを最大負荷に応じて設定することが必要となり、モータへの負担が大きくなる。またモータを一定のトルクで動作させると、回動部材４が収納姿勢から回動し始めた直後では動作速度が速く、その後に突出姿勢に向かうにしたがって動作速度が徐々に遅くなる欠点がある。
【０００９】
そこで前記モータの負荷の変動をアシストするために、前記支持軸５と前記連結軸７ａとの間に引っ張りコイルスプリング８を設けることが考えられる。しかし、引っ張りコイルスプリング８は、図５において回動部材４が収納姿勢のときに、その設定長が長く、回動部材４が突出姿勢に向けて回動していくにしたがって、その設定長が短くなるため、図７に示すように、回動部材４の回動角度θが大きくなるにしたがって、引っ張りコイルスプリング８の引っ張り弾性力が弱くなっていく。
【００１０】
よって、回動部材４が回動するにしたがって図６に示すようにモータの負荷が徐々に増大するにもかかわらず、図７に示すように引っ張りコイルスプリング８による付勢力が小さくなってしまうため、前記引っ張りコイルスプリング８によって、モータの負荷を効率よくアシストすることができず、モータの負担を低減させることができず、また回動部材４の動作速度の変動を修正することができない。
【００１１】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、回動部材の回動動作をアシストする付勢部材の付勢力が常に一定となるようにして、回動部材の動作速度の変動を小さくできるようにした表示装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、固定された支持体と、前記支持体にその上部が回動自在に支持された回動部材と、前記回動部材に設けられた表示画面と、前記回動部材を、収納姿勢から自重によるモーメントの作用方向と逆の向きに向けて回動させる回動機構と、前記回動機構を駆動するモータと、前記回動部材と前記支持体との間に設けられて前記回動部材に自重によるモーメントを打ち消す向きの付勢力を与える付勢部材とが設けられた表示部材において、
前記回動機構は、一端が前記支持体に回動自在に支持され他端が前記回動部材に摺動自在な第１のリンクと、一端が前記第１のリンクに回動自在に連結され他端が前記支持体に摺動自在に支持された第２のリンクとを有し、前記モータの動力により前記第２のリンクの前記他端が前記支持体に対して重力と反する向きに移動させられることによって、前記回動部材が自重のモーメントの作用方向と逆の向きに回動させられるものであり、
前記付勢部材は、回動自在なドラムと、前記ドラムに一端が固定されるとともに前記ドラムに多重巻きに巻きつけられ且つ前記巻き付けを維持するように変形させられた弾性材とを有する定荷重ばねで、前記第１のリンクと前記支持体の一方に前記ドラムが回転自在に支持され、他方に前記弾性材の他端が支持されており、
前記回動部材の前記収納姿勢からの回動角度が大きくなるにつれて、前記第１のリンクと前記支持体との回動支点から、前記付勢部材の付勢力の作用ベクトルまでの、前記作用ベクトルと直交する向きの距離が大きくなることを特徴とするものである。
【００１３】
この表示装置では、回動部材を自重に反する方向へ回動させるために、回動部材の回動動作をアシストする付勢部材の弾性力が、回動部材の回動角度にかかわらずほぼ一定となっている。したがって、モータの負荷を低減させることができ、またモータを一定のトルクで駆動したときに、回動部材の動作速度の変動を抑制することができる。
【００１５】
前記のようなリンク機構を用いて回動部材を動作させると、回動部材が突出姿勢へ向けて回動するにしたがって第２のリンクの動作角度が徐々に大きくなり、これによっても回動部材の回動動作に応じてモータの負荷が増大していく。このような機構の場合に、前記付勢部材でアシスト付勢力を一定に与えることができ、モータの負荷を同様にして低減できる。
【００１６】
この場合に、前記付勢部材の付勢力は、第１のリンクと第２のリンクとの連結点に作用するようにすると、前記付勢部材から第１のリンクに作用するアシストモーメントを、回動部材の回動角度の増加に伴って大きくなるように設定することも可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の表示装置の正面図、図２および図３は図１のＩＩ矢視の側面図を示し、図２は表示部材が支持体の内部に収納された収納状態、図３は表示部材が支持体の外部に突出した突出状態を示している。また図４は定荷重ばねの特性を示す線図である。
【００１８】
図１に示す表示装置１０は車載用であり、運転席や助手席などの座席シートの背もたれＣの背面などに取り付けられ、後部座席から見ることができるようにしたものである。
【００１９】
図１ないし図３に示すように、前記表示装置１０は、表面にディスプレイ（表示画面）Ｄを備えた回動部材１１が箱状、あるいは枠状の支持体１２の内部に収納できるようになっている。この支持体１２は、前記背もたれＣの背面などに固定されている。
【００２０】
回動部材１１の両側面１１Ａ，１１Ｂの上方部分には支持軸１１ａ，１１ｂが固定されており、前記支持体１２の両側面に形成された軸受け部１２ａ，１２ｂに前記支持軸１１ａ，１１ｂが回動自在に支持されている。なお、前記支持体１２の両側面から内方へ支持軸が突設され、回動部材１１の両側面１１Ａ，１１Ｂに軸受け部が形成されたものであってもよい。
【００２１】
前記表示装置１０の図示右側部では、支持体１２の内面と回動部材１１の側面１１Ａとの間に機構収納用のスペースＳが設けられている。前記スペースＳ内には回動機構２０が設けられており、この回動機構２０により、回動部材１１が支持体１２内に収納される収納姿勢（図２参照）と、支持体１２の外部に回動させられて後部座席から目視しやすい突出姿勢（図３参照）との間で回動するようになっている。
【００２２】
前記回動機構２０は、第１のリンク２１と、モータにより駆動される第２のリンク２２とを組み合わせたリンク機構である。そしてこの回動機構２０が駆動モータＭを有する駆動手段４０によって駆動させられる。
【００２３】
図２に示すように、前記第１のリンク２１は、くの字状の平板であり、一方の端部が、支持体１２の内面に設けられた軸２３によって回動自在に支持され、他方の端部には押圧軸２１ａが取付けられている。前記回動部材１１の一方の側面１１Ａには、ディスプレイＤの画面に沿うＡ１−Ａ２方向に延びる長溝１１ｃが形成されており、この長溝１１ｃ内に前記押圧軸２１ａの先端が摺動自在に挿入されている。
【００２４】
前記第１のリンク２１の屈曲部となる中間部には、連結軸２１ｂが固定されており、この連結軸２１ｂに前記第２のリンク２２の一方の端部が回転自在に支持されている。前記第２のリンク２２の他方の端部に設けられた貫通孔２２ａには駆動軸４２が固定されている。
【００２５】
図１ないし図３に示すように、前記支持軸１１ａには定荷重ばね（付勢部材）３０が設けられている。前記定荷重ばね３０は、前記支持軸１１ａに回転自在に支持されたドラム３１を有し、このドラム３１に、バネ用鋼板で形成された弾性板材（弾性材）３２の一端が固定されている。この弾性板材３２は、前記ドラム３１の外周に多重に巻き付けられ、且つドラム３１の外周に巻き付けられた状態を維持できるように成形されたコンストンばねと称されるものである。この弾性板材３２の先端３３を引き出すと、前記ドラム３１が自転しながら前記巻き付けが解されて弾性板材３２が延び出るようになっている。そして、前記引出し力を解除すると、前記弾性板材３２がドラム３１に巻き付く形状に復元しようとするため、弾性板材３２がドラム３１に巻き戻される。このときの巻き戻し力が弾性引っ張り力（付勢力）Ｆである。図４に示すように、この定荷重ばね３０はドラム３１からの弾性板材３２の引き出し長さが変化しても、弾性引っ張り力Ｆがほぼ一定となる特性を有している。
【００２６】
そして、ドラム３１から引き出された弾性板材３２の先端３３は、前記連結軸２１ｂに固定されている。
【００２７】
前記駆動手段４０の構造としては、まず、前記支持体１２には図示Ａ１−Ａ２方向に移動可能に支持されたラック４１が設けられており、このラック４１の下端に、前記駆動軸４２が連結されている。すなわち、前記第２のリンク２２に固定された前記駆動軸４２は、前記支持体１２の側板内面に形成された案内溝１２ｃに沿ってＡ１−Ａ２方向へ摺動自在であるが、駆動軸４２が前記案内溝１２ｃに沿って摺動するときに、この駆動軸４２と共に前記ラック４１が一緒にＡ１−Ａ２方向で移動するようになっている。
【００２８】
前記支持体１２の内部には軸受部４４が設けられ、この軸受部４４と前記支持体１２の内面との間に軸４５が回転自在に支持され、この軸４５には前記ラック４１に噛み合うピニオンギヤ４５ａと中継ギヤ４５ｂが固定されている。
【００２９】
前記軸受部４４の近傍には駆動モータＭと、この駆動モータＭの出力軸に固定されたウオームギヤＭ１と、前記ウオームギヤＭ１の回転数を減速させて前記中継ギヤ４５ｂに伝達する減速歯車列４６が設けられている。そして、前記減速歯車列４６の出力が前記中継ギヤ４５ｂに伝達されるようになっている。
【００３０】
なお、前記支持体１２の前記回動部材１１の収納領域の周囲の全面には、前記スペースＳ内の機構などを覆い隠すパネルが設けられており、このパネルの表面に、回動部材１１を回動させる際に操作するスイッチや、収納姿勢に戻すスイッチ、さらにはディスプレイの画面の選択や音量調整のための操作スイッチが配列されている。
【００３１】
なお、本実施の形態では第１のリンク２１や第２のリンク２２からなる回動機構２０を回動部材１１の一方の側面１１Ａ側にのみ設けているが、他方の側面１１Ｂ側にも同様のリンク機構を設け、左右のリンク機構を連結する連結部を一体または別体で設けることにより、回動部材１１の両側面側に設けた回動機構２０を１つの駆動モータＭで駆動して回動部材１１を回動させるようにしてもよい。
【００３２】
以下、表示装置のチルト機構の動作について説明する。
図２および図３に示す線Ｖは、前記支持軸１１ａ，１１ｂの軸心を通って重力方向に延びる垂直線である。
【００３３】
図２は回動部材１１が支持体１２の内部に収納された収納姿勢を示している。このとき、前記回動部材１１のディスプレイＤは背もたれＣの背面に沿ってやや下向きに傾斜した状態である。
【００３４】
図２の収納姿勢において、前記表示装置１０の前記パネルなどに設けられたスイッチが操作されると、駆動手段４０の前記駆動モータＭが始動する。駆動モータＭの駆動力は、ウオームギヤＭ１、減速歯車列４６を介して前記中継ギヤ４５ｂに伝達され、軸４５が正転方向に回転させられる。この回転によりピニオンギヤ４５ａがラック４１を図示Ａ１方向に駆動し、ラック４１と共に駆動軸４２が案内溝１２ｃ内をＡ１方向に移動する。
【００３５】
このとき、第２のリンク２２の端部が前記駆動軸４２と共にＡ１方向へ移動し、第２のリンク２２と第１のリンク２１の連結点である連結軸２１ｂが押し上げられる。また、第１のリンク２１が支持体１２に設けられた軸２３を中心として時計方向へ回動し、第１のリンク２１の先部に設けられた押圧軸２１ａが、回動部材１１の側面の長溝１１ｃ内を摺動する。そして回動部材１１は上方に位置する支持軸１１ａ，１１ｂを支点として時計方向へ回動させられる。
【００３６】
この回動動作により、回動部材１１に設けられたディスプレイＤが、垂直線Ｖと平行な姿勢となり、さらに図３に示すようにディスプレイＤが斜め上向きとなった状態が最終的な突出姿勢である。ただし、前記駆動モータＭを止めることにより、回動部材１１を図２に示す収納姿勢と図３に示す突出姿勢の中間で止めることもできる。
【００３７】
回動部材１１が図２の収納姿勢を起点として図３に示す突出姿勢まで回動する際に、その回動角度θが大きくなるにしたがって、駆動モータＭの負荷が増大していく。その理由は、駆動側から見たときには、ラック４１と共に駆動軸４２がＡ１方向へ進むにしたがって、Ａ１−Ａ２方向に対する第２のリンク２２の回動角度αが徐々に大きくなっていき、駆動軸４２がＡ１方向へ移動するときの駆動力ｆに基づく第２のリンク２２に沿う方向の分力ｆａが徐々に小さくなることに起因する。
【００３８】
また、負荷側から見ると、回動部材１１が垂直線Ｖを超えた後に図３に示す突出姿勢になるまでの間、回動部材１１の自重ｇが下向きに作用して回動部材１１を持上げる際の負荷が大きくなることである。さらに詳しく説明すると、図３に示すように、回動部材１１の回動角度θが大きくなるにしたがって、軸２３と押圧軸２１ａとの水平距離Ｌ１が長くなって、軸２３回りの自重方向の負荷モーメントが大きくなり、これが駆動軸４２への負荷として作用するからである。
【００３９】
この表示装置では、支持軸１１ａに定荷重ばね３０が設けられており、その弾性板材３２の先端３３は連結軸２１ｂに連結されている。したがって、定荷重ばね３０の弾性引っ張り力Ｆが常に一定の力で前記連結軸２１ｂを持上げるように動作する。
【００４０】
前記のように定荷重ばね３０が発揮する弾性引っ張り力Ｆは常に一定であるため、駆動軸４２および駆動モータＭに作用する負荷を、前記力Ｆで常にアシストできるようになる。ここで、図２と図３では、定荷重ばね３０の弾性引っ張り力Ｆの作用方向と直交する方向での軸２３と連結軸２１ｂとの距離をＬａで示しているが、回動部材１１の回動角度θが大きくなるにしたがって、前記距離Ｌａも徐々に大きくなる。したがって、前記定荷重ばね３０が第１のリンク２１に与える時計回りのアシストモーメントも、前記回動角度θが大きくなるにしたがって同様に大きくなる。
【００４１】
このように、前記定荷重ばね３０を用いることにより、回動部材１１の回動角度の変化に対して常に一定のアシスト力を与えるだけではなく、前記定荷重ばね３０の弾性引っ張り力（付勢力）を連結軸２１ｂ、あるいは第１のリンク２１の所定の箇所（例えば押圧軸２１ａであってもよい）に作用させることにより、回動部材１１の回動角度θが増加するに伴って増大する負荷を、同時に大きくなっていくアシストモーメントによって効果的に低減できるようになる。
【００４２】
そのため、駆動モータＭに作用する負荷の最大値を低減させることができるとともに、回動部材１１が図２の収納姿勢から図３に示す突出姿勢に回動するまでの回動速度に大きな変動が生じるのを防止できるようになる。
【００４３】
次に、前記回動部材１１を図３の突出姿勢から図２に示す収納姿勢へ戻すときには、前記パネルなどに設けられたスイッチを操作して、前記駆動モータＭを逆転させる。これによりラック４１が図示Ａ２方向に移動し、駆動軸４２がＡ２方向へ戻され、図２の状態に復帰する。
【００４４】
このとき、定荷重ばね３０の弾性引っ張り力Ｆが逆に駆動モータＭの負荷として作用するが、この収納動作は回動部材１１が自重方向へ回動する動作であるため、駆動モータＭの負荷がそれほど増大することはない。また回動部材１１の回動角度θが小さくなるにつれて、定荷重ばね３０が第１のリンク２１に与える時計回り方向のアシストモーメントも徐々に小さくなり、この点においても駆動モータＭの負担を軽減できる。
【００４５】
上記実施の形態では、車載用の表示装置について説明したが、その他例えば電車や航空機等の座席シートなどに設けられるものであってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように本発明では、表示画面を有する回動部材を自重と相反する方向へ回動させる際に、モータの負荷を低減でき回動部材の回動速度の変動も抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の表示装置の正面図、
【図２】表示部材が支持体の内部に収納された収納姿勢を示す図１のＩＩ方向の矢視側面図、
【図３】表示部材が支持体の外部に突出した突出姿勢を示す図１のＩＩ方向の矢視側面図、
【図４】定荷重ばねの特性を示す線図、
【図５】従来の車載用の表示装置を示す側面図、
【図６】従来の表示装置において、回動部材が回動する際の負荷抵抗と回動角度θとの関係を示す線図、
【図７】引張りコイルスプリングの弾性力と回動部材の回動角度θとの関係を示す線図、
【符号の説明】
１０ 表示装置
１１ 回動部材
１１ａ，１１ｂ 支持軸
１２ 支持体
２０ 回動機構
２１ 第１のリンク
２１ａ 押圧軸
２２ 第２のリンク
２１ｂ 連結軸
３０ 定荷重ばね
４０ 駆動手段
４１ ラック
４２ 駆動軸
４５ａ ピニオンギヤ
Ｃ 座席シートの背もたれ（支持体）
Ｄ ディスプレイ
Ｆ 弾性引っ張り力（付勢力）
Ｍ 駆動モータ
Claims (3)
- 固定された支持体と、前記支持体にその上部が回動自在に支持された回動部材と、前記回動部材に設けられた表示画面と、前記回動部材を、収納姿勢から自重によるモーメントの作用方向と逆の向きに向けて回動させる回動機構と、前記回動機構を駆動するモータと、前記回動部材と前記支持体との間に設けられて前記回動部材に自重によるモーメントを打ち消す向きの付勢力を与える付勢部材とが設けられた表示部材において、
前記回動機構は、一端が前記支持体に回動自在に支持され他端が前記回動部材に摺動自在な第１のリンクと、一端が前記第１のリンクに回動自在に連結され他端が前記支持体に摺動自在に支持された第２のリンクとを有し、前記モータの動力により前記第２のリンクの前記他端が前記支持体に対して重力と反する向きに移動させられることによって、前記回動部材が自重のモーメントの作用方向と逆の向きに回動させられるものであり、
前記付勢部材は、回動自在なドラムと、前記ドラムに一端が固定されるとともに前記ドラムに多重巻きに巻きつけられ且つ前記巻き付けを維持するように変形させられた弾性材とを有する定荷重ばねで、前記第１のリンクと前記支持体の一方に前記ドラムが回転自在に支持され、他方に前記弾性材の他端が支持されており、
前記回動部材の前記収納姿勢からの回動角度が大きくなるにつれて、前記第１のリンクと前記支持体との回動支点から、前記付勢部材の付勢力の作用ベクトルまでの、前記作用ベクトルと直交する向きの距離が大きくなることを特徴とする表示装置。 - 前記回動部材の上部は支持軸を介して前記支持体に回動自在に支持されており、前記付勢部材と前記支持体との連結点が、前記支持軸上に位置している請求項１記載の表示装置。
- 前記付勢部材と前記第１のリンクとの連結点が、前記第１のリンクと前記第２のリンクとを回動自在に連結している連結軸上に位置している請求項１または２記載の表示装置。
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