JP4532260B2 - 収納式モニターの駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、収納式モニターの駆動機構に関するものである。

自動車に搭載するカーナビゲーションは、使用しない時にはコンソール内に収納しておくタイプのものがある。これは、例えば図８に示すように、コンソール取付けケース１の下段にＣＤやラジオなどのオーディオ機器２を収納し、上段にカーナビゲーション３を収納し、これを駆動させる時には、スタートスイッチを入れると、図９）に示すようにモニター４がケース５から自動的に引出される。この後、図１０に示すようにモニター４が上方に回動して、前面が運転席側に向くようになっている。

このようにカーナビゲーション３を使用しない時にはモニター４は、ケース５内に水平に収納され、使用時には前方にスライドして引出されてから、上方に回動（チルト）する収納式モニターの駆動機構は、スライド用のモータと、チルト用のモータの２個の専用のモータが取付けられている。このように、従来の機構ではスライド用のモータと、チルト用のモータの、それぞれの動作に必要な駆動力を有する２個の専用のモータが取付けられているため、モータの小型化には限界があり、更にそれぞれに複雑な減速機構が必要で構造が複雑となる問題があった。

一方、コンソール取付けケース１の大きさは車載規格サイズ（ＤＩＮ規格）で規定されているため、ここに収納するカーナビゲーション３とオーディオ機器２の大きさが制限されるが、オーディオ機器２は、ＣＤの他にＭＤなどを搭載する要求が高まって来ていることから、機器本体が大型化する問題があり、これを解決するためには、カーナビゲーション３の小型、薄型化が要望されていた。

本発明は上記問題を改善し、必要なモータの駆動力を半減して、モータの小型化を図ると共に、減速機構を簡素化して、ケースの薄型化を達成することができる収納式モニターの駆動機構を提供するものである。

本発明の請求項１記載の収納式モニターの駆動機構は、モータの動力により、画像を表示するモニターをケース内に前後進自在にスライドさせて、ケースから突出した状態でモニターを上下のチルトさせるようにした収納式モニターの駆動機構において、前記モータに接続されたサンギアと、これと噛合する複数個のプラネタリーギアと、このプラネタリーギアを軸支し、外周にギアを形成したプラネタリーキャリアと、前記プラネタリーギアと噛合する内周ギアを形成すると共に外周ギアを形成したインターナルギアとから構成される２組の遊星歯車機構を、前記モニターを支持する可動フレームに並設して、第１および第２遊星歯車機構のインターナルギアを、互いに逆方向に回転するようにこの両外周ギアを直結またはギアを介して連結すると共に、この両外周ギアに噛合するスライダーギアを介してケース内側に平行に設けた２本のラックに噛合させて可動フレームを前後進自在に支持し、更に第１および第２遊星歯車機構のプラネタリーキャリアが互いに同一方向に回転するように、この外周に形成した両ギアに噛合するチルトギアを設け、このチルトギアを、モニター回動軸を回転させる軸回転ギアに噛合して、前記両モータの回転方向をそれぞれ別個に制御して同時に駆動させることにより、モニターを支持する可動フレームの前後進のスライドと、モニターの上下のチルト動作を選択的に行なうようにしたことを特徴とするものである。

本発明の請求項２記載の収納式モニターの駆動機構は、モータの動力により、画像を表示するモニターをケース内に前後進自在にスライドさせて、ケースから突出した状態でモニターを上下のチルトさせるようにした収納式モニターの駆動機構において、前記モータに接続されたサンギアと、これと噛合する複数個のプラネタリーギアと、このプラネタリーギアを軸支し、外周にギアを形成したプラネタリーキャリアと、前記プラネタリーギアと噛合する内周ギアを形成すると共に外周ギアを形成したインターナルギアとから構成される２組の遊星歯車機構を、前記モニターを支持する可動フレームに並設して、第１および第２遊星歯車機構のインターナルギアを、互いに同一方向に回転するように、この両外周ギアに噛合するチルトギアを設け、このチルトギアを、モニター回動軸を回転させる軸回転ギアに噛合させ、更に第１および第２遊星歯車機構のプラネタリーキャリアが互いに逆方向に回転するように設けて、この外周に形成した両ギアにそれぞれ噛合するスライダーギアを介してケース内側に平行に設けた２本のラックに噛合させて可動フレームを前後進自在に支持し、前記両モータの回転方向をそれぞれ別個に制御して同時に駆動させることにより、モニターを支持する可動フレームの前後進のスライドと、モニターの上下のチルト動作を選択的に行なうようにしたことを特徴とするものである。

本発明の請求項３記載の収納式モニターの駆動機構は、スライダーギアが１個または複数個の平歯ギアまたはスパイラルギアで形成して、ラックに噛合していることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項１および２記載の収納式モニターの駆動機構によれば、駆動力の小さい２個のモータを同時に駆動させると共に、その回転方向を別個に制御することにより、モニターの前進（進出）、上昇・下降のチルト動作、および後進（収納）を行なうことができる。この結果、必要な駆動力を半減してモータの小型化を図れると共に、遊星歯車機構自体に減速作用があるので減速機構が簡素化され、ケースの厚さの薄型化を達成することができる。

また請求項３記載の収納式モニターの駆動機構によれば、スライダーギアが１個または複数個の平歯ギアまたはスパイラルギアで形成して、ラックに噛合させたのでケースの大きさや減速比に応じて設計することができる。

以下本発明の実施の一形態を図１ないし図５を参照して詳細に説明する。図１は収納式モニターの駆動機構６を示すもので、ケース５の内側に可動フレーム７が前後進自在に設けられ、この可動フレーム７の先端に画像を表示するモニター４がモニター回動軸８により上下に回動自在に連結されている。この可動フレーム７の上面にはモータ９Ａ、９Ｂが対向して一直線上に配置されている。またこのモータ９Ａ、９Ｂには、それぞれスパイラルギア１１Ａ、１１Ｂを介して遊星歯車機構１０Ａ、１０Ｂに接続されている。

この機構を分解した構成を図２に示す。モータ９Ａ、９Ｂの先端には円柱状のスパイラルギア１１Ａ、１１Ｂが取付けられている。また前記２組の遊星歯車機構１０Ａ、１０Ｂは、前記スパイラルギア１１Ａ、１１Ｂと噛合する円板状の大径のスパイラルギア１２Ａ、１２Ｂを上部に形成した小径のサンギア１３Ａ、１３Ｂと、これと外側で噛合する３個のプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂと、このプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂを軸支し、外周にスパイラルギアを形成したプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂと、前記３個のプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂに、その外側で噛合する内周ギア１６Ａ、１６Ｂを形成すると共に、外周ギア１７Ａ、１７Ｂを形成したインターナルギア１８Ａ、１８Ｂとから構成されている。

また前記モータ９Ａ、９Ｂはそれぞれ独立して回転方向を制御できると共に、同時に駆動するようになっている。また第１および第２遊星歯車機構１０Ａ、１０Ｂのインターナルギア１８Ａ、１８Ｂは、互いに逆方向に回転するようにこの両外周ギア１７Ａ、１７Ｂが噛合し、更にこの外周ギア１７Ａ、１７Ｂにそれぞれスライダーギア２０Ａ、２０Ｂが噛合している。またこのスライダーギア２０Ａ、２０Ｂの両側には、ケース５の側面の内側に平行に設けた２本のラックギア２１Ａ、２１Ｂに噛合して、スライダーギア２０Ａ、２０Ｂの回転により可動フレーム７を前後進自在に支持している。

更に第１および第２遊星歯車機構１０Ａ、１０Ｂのスパイラルギアで形成されたプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂの間には、スパイラルギアで形成されたチルトギア２３が噛合し、プラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂが互いに同一方向に回転するようになっている。

モニター回動軸８には、スパイラルギアで形成された軸回転ギア２５が一体に取付けられ、この軸回転ギア２５にチルトギア２３が噛合している。更にこのモニター回動軸８はその両端を軸受２７、２７で回動自在に支持されていると共に、モニター回動軸８はモニター４に取付けたボス２６、２６で連結され、チルトギア２３の回転により、軸回転ギア２５が回転してこれに連結したモニター４が上下に回動（チルト）するようになっている。

上記構成の収納式モニターの駆動機構６の動作について説明する。先ずモニター４を取付けた可動フレーム７が、ケース５の開口部に向かって前進する場合、図２に示すように、モータ９Ａを正転（モータの出力軸を正面から見て時計回りの方向）させ、モータ９Ｂも正転させるように制御して、同時に駆動させる。モータ９Ａの回転により、スパイラルギア１１Ａ、スパイラルギア１２Ａを介して遊星歯車機構１０Ａのサンギア１３Ａが矢印方向に正転（平面から見て時計回りの方向）する。またモータ９Ｂの回転により、スパイラルギア１１Ｂ、スパイラルギア１２Ｂを介して遊星歯車機構１０Ｂのサンギア１３Ｂが矢印方向に逆転する。

サンギア１３Ａが正転すると、これを囲むように３個設けたプラネタリーギア１４Ａが逆転する。同様に、サンギア１３Ｂが逆転すると、これを囲むように３個設けたプラネタリーギア１４Ｂが正転する。３個のプラネタリーギア１４Ａを軸支するプラネタリーキャリア１５Ａと、３個のプラネタリーギア１４Ｂを軸支するプラネタリーキャリア１５Ｂは、互いに逆方向の回転をしようとするが、チルトギア２３を介して噛合しているので、回転せずにロックされた状態となりプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂとチルトギア２３は停止したままの状態となる。

つまりプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂとチルトギア２３がロックされた状態ではプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂが自転し、その外側で内周ギア１６Ａ、１６Ｂと噛合するインターナルギア１８Ａ、１８Ｂが互いに逆方向に回転することになる。この結果、インターナルギア１８Ａ、１８Ｂの両側で噛合するスライダーギア２０Ａ、２０Ｂが互いに逆方向に回転し、更にこれと噛合するラックギア２１Ａ、２１Ｂに沿って可動フレーム７がスライドして前進する。可動フレーム７に取付けたモニター４がケース５の開口部から突出したら、ここで停止する。

次に図３に示すようにモータ９Ａを逆転させ、モータ９Ｂを正転させるように制御し、同時に駆動させると、モータ９Ａの回転により遊星歯車機構１０Ａのサンギア１３Ａが矢印方向に逆転する。またモータ９Ｂは正転しているので、遊星歯車機構１０Ｂのサンギア１３Ｂは矢印方向に逆転する。

サンギア１３Ａが逆転すると、これを囲むように３個設けたプラネタリーギア１４Ａが正転し、この外側で内周ギア１６Ａに噛合するインターナルギア１８Ａは正転しようとする。同様にサンギア１３Ｂが逆転すると、これを囲むように３個設けたプラネタリーギア１４Ｂが正転し、この外側で内周ギア１６Ａに噛合するインターナルギア１８Ａは正転しようとする。つまり直接噛合しているインターナルギア１８Ａ、１８Ｂが同一方向に回転しようとする力が働くため回転せずにロックされた状態となる。

この結果、プラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂが逆転して、ここに取付けたプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂは公転する。同一の方向に逆転しているプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂは、チルトギア２３に直接噛合しているので、チルトギア２３が正転することになる。チルトギア２３が正転すると、モニター回動軸８に取付けたスパイラルギアで形成された軸回転ギア２５が回転して、モニター回動軸８に一体に接続したモニター４が上方に回動（チルト）する。

次にモニター４を下降させる場合について説明すると、図４に示すようにモータ９Ａを正転させ、モータ９Ｂを逆転させるように制御し、同時に駆動させる。
モータ９Ａの回転により遊星歯車機構１０Ａのサンギア１３Ａが矢印方向に正転し、またモータ９Ｂは逆転しているので、遊星歯車機構１０Ｂのサンギア１３Ｂも矢印方向に正転する。

サンギア１３Ａ、１３Ｂが正転すると、これを囲むように３個設けたプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂが逆転しようとし、この外側で内周ギア１６Ａ、１６Ｂに噛合するインターナルギア１８Ａ、１８Ｂは同一方向に逆転しようとするが、直接噛合しているインターナルギア１８Ａ、１８Ｂは回転せずにロックされた状態となる。

この結果、プラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂが正転して、ここに取付けたプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂは公転する。同一の方向に正転しているプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂは、チルトギア２３に直接噛合しているので、チルトギア２３が逆転することになる。チルトギア２３が逆転すると、モニター回動軸８に取付けた軸回転ギア２５が回転して、モニター回動軸８に一体に接続したモニター４が下方に回動（チルト）する。

次にモニター４を収納する場合について説明する。図５に示すように、モータ９Ａ、９Ｂを逆転させるように制御して、同時に駆動させる。モータ９Ａの逆転により、遊星歯車機構１０Ａのサンギア１３Ａが矢印方向に逆転する。またモータ９Ｂの逆転により、遊星歯車機構１０Ｂのサンギア１３Ｂが矢印方向に正転する。

サンギア１３Ａが回転すると、これを囲むように３個設けたプラネタリーギア１４Ａが正転する。同様に、サンギア１３Ｂが回転すると、これを囲むように３個設けたプラネタリーギア１４Ｂが逆転する。３個のプラネタリーギア１４Ａを軸支するプラネタリーキャリア１５Ａと、３個のプラネタリーギア１４Ｂを軸支するプラネタリーキャリア１５Ｂは、互いに逆方向の回転をしようとしているが、チルトギア２３を介して噛合しているので、回転せずにロックされた状態となりチルトギア２３は停止したままの状態となる。

このチルトギア２３がロックされた状態ではプラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂが自転し、その外側で内周ギア１６Ａ、１６Ｂと噛合するインターナルギア１８Ａ、１８Ｂが互いに逆方向に回転する。この結果、インターナルギア１８Ａ、１８Ｂの両側で噛合するスライダーギア２０Ａ、２０Ｂが互いに逆方向に回転し、更にこれと噛合するラックギア２１Ａ、２１Ｂに沿って可動フレーム７が後進し、これに取付けたモニター４がケース５内に収納される。従って以上の動作を、モータ９Ａ、９Ｂの回転方向との関係で示すと表１のようになる。

従って、駆動力の小さい２個のモータ９Ａ、９Ｂを同時に駆動させると共に、その回転方向を別個に制御することにより、モニター４の前進（進出）、上昇・下降のチルト動作、および後進（収納）を行なうことができる。従来はスライド用のモータと、チルト用のモータの、それぞれの動作に必要な駆動力を有する２個の専用のモータが取付けられているので、モータが大型化し、更にそれぞれに複雑な減速機構が設けられ、ケースの厚さが１３ｍｍ程度であった。これに対して本発明の収納式モニターの駆動機構６は、２個のモータ９Ａ、９Ｂを同時に駆動させるので、必要な駆動力を半減してモータの小型化を図れると共に、遊星歯車機構１０Ａ、１０Ｂ自体に減速作用があるので減速機構が簡素化され、ケースの厚さを１０ｍｍ以下にして薄型化を達成することができた。

図６は本発明の他の実施の形態を示すもので、２組の遊星歯車機構１０Ａ、１０Ｂは、図２に示すものと同様の構成である。このインターナルギア１８Ａ、１８Ｂは間隔をおいて設けられ、スパイラルギアで形成された外周ギア１７Ａ、１７Ｂにチルトギア２３を介して噛合し、これが図１と同様にモニター回動軸８に取付けた軸回転ギア２５に噛合している。またプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂには、それぞれスライダーギア２０Ａ、２０Ｂが噛合し、更にこれはケース５の側面の内側に平行に設けた２本のラックギア２１Ａ、２１Ｂに噛合して、スライダーギア２０Ａ、２０Ｂの回転により可動フレーム７を前後進自在に支持している。

上記構成の収納式モニターの駆動機構６は、モータ９Ａを逆転し、モータ９Ｂも逆転させると、インターナルギア１８Ａ、１８Ｂは逆方向に回転しようとするがチルトギア２３を介して噛合しているので、回転せずにロックされた状態となる。

このインターナルギア１８Ａ、１８Ｂがロックされた状態では、プラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂが公転し、プラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂが互いに逆方向に回転する。更にこのプラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂに噛合するスライダーギア２０Ａ、２０Ｂも互いに逆方向に回転する。この結果、スライダーギア２０Ａ、２０Ｂと噛合するラックギア２１Ａ、２１Ｂに沿って可動フレーム７がスライドして前進し、可動フレーム７に取付けたモニター４がケース５の開口部から突出したら、ここで停止する。またモニター４を後進させる場合にはモータ９Ａを正転し、モータ９Ｂを正転させると、スライダーギア２０Ａ、２０Ｂの回転方向が逆になり、ラックギア２１Ａ、２１Ｂに沿って後進し、ケース５内に収納される。

またモニター４を上下にチルトさせる場合には、図７に示すようにモータ９Ａを正転し、モータ９Ｂを逆転させると、プラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂは同一方向に正転しようとし、これと噛合するスライダーギア２０Ａ、２０Ｂは同一方向に回転しようとし、スライダーギア２０Ａは後進方向の回転となり、またスライダーギア２０Ｂは前進方向の回転となるので、ロックされた状態となり可動フレーム７は移動しない。

一方、プラネタリーキャリア１５Ａ、１５Ｂがロックされた状態では、プラネタリーギア１４Ａ、１４Ｂは自転してこの外側のインターナルギア１８Ａ、１８Ｂが共に逆転し、これと外周ギア１７Ａ、１７Ｂで噛合するチルトギア２３が正転して、モニター回動軸８に取付けた軸回転ギア２５が回転して、モニター回動軸８に一体に接続したモニター４が上昇する。またこれとは逆にモータ９Ａを逆転し、モータ９Ｂを正転させると、インターナルギア１８Ａ、１８Ｂが正転し、これと噛合するチルトギア２３が逆転して、モニター４を下降させることができる。

なお上記説明ではスライダーギア２０Ａ、２０Ｂを１個の平歯ギアで形成した場合について示したが、複数個の平歯ギアを組み合わせてラックギア２１Ａ、２１Ｂに噛合させた構造でも良い。またスライダーギア２０Ａ、２０Ｂをスパイラルギアと平歯ギアを組み合わせて形成した構造でも良い。また図２に示すインターナルギア１８Ａ、１８Ｂを直結させて、逆方向に回転させる構造について示したが、複数個のギアを介して接続した構造でも良い。またチルトギアと、これに噛合するモニター回動軸の軸回転ギアとしては、スパイラルギアの組合せに限らず、他の機構を組合せた構造でも良い

また本発明の収納式モニターの駆動機構は車載用に限らず、据え置きタイプにも適用することができる。

本発明の実施例による収納式モニターの駆動機構を示す平面図である。 図１に示す駆動機構のモニターの前進動作を示す分解斜視図である。 駆動機構のモニターの上昇動作を示す分解斜視図である。 駆動機構のモニターの下降動作を示す分解斜視図である。 駆動機構のモニターの後進動作を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態によるモニターの前進動作を示す分解斜視図である。 図６に示すモニターの上昇動作を示す分解斜視図である。 コンソール取付けケースに取付けたオーディオ機器とカーナビゲーションを示す斜視図である。 カーナビゲーションのモニターが前進している状態を示す斜視図である。 カーナビゲーションのモニターが上昇している状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ コンソール取付けケース
２ オーディオ機器
３ カーナビゲーション
４ モニター
５ ケース
６ 収納式モニターの駆動機構
７ 可動フレーム
８ モニター回動軸
９Ａ、９Ｂ モータ
１０Ａ、１０Ｂ 遊星歯車機構
１１Ａ、１１Ｂ スパイラルギア
１２Ａ、１２Ｂ スパイラルギア
１３Ａ、１３Ｂ サンギア
１４Ａ、１４Ｂ プラネタリーギア
１５Ａ、１５Ｂ プラネタリーキャリア
１６Ａ、１６Ｂ 内周ギア
１７Ａ、１７Ｂ 外周ギア
１８Ａ、１８Ｂ インターナルギア
２０Ａ、２０Ｂ スライダーギア
２１Ａ、２１Ｂ ラックギア
２３ チルトギア
２５ 軸回転ギア
２６ ボス
２７ 軸受

Claims (3)

1. モータの動力により、画像を表示するモニターをケース内に前後進自在にスライドさせて、ケースから突出した状態でモニターを上下のチルトさせるようにした収納式モニターの駆動機構において、前記モータに接続されたサンギアと、これと噛合する複数個のプラネタリーギアと、このプラネタリーギアを軸支し、外周にギアを形成したプラネタリーキャリアと、前記プラネタリーギアと噛合する内周ギアを形成すると共に外周ギアを形成したインターナルギアとから構成される２組の遊星歯車機構を、前記モニターを支持する可動フレームに並設して、第１および第２遊星歯車機構のインターナルギアを、互いに逆方向に回転するようにこの両外周ギアを直結またはギアを介して連結すると共に、この両外周ギアに噛合するスライダーギアを介してケース内側に平行に設けた２本のラックに噛合させて可動フレームを前後進自在に支持し、更に第１および第２遊星歯車機構のプラネタリーキャリアが互いに同一方向に回転するように、この外周に形成した両ギアに噛合するチルトギアを設け、このチルトギアを、モニター回動軸を回転させる軸回転ギアに噛合して、前記両モータの回転方向をそれぞれ別個に制御して同時に駆動させることにより、モニターを支持する可動フレームの前後進のスライドと、モニターの上下のチルト動作を選択的に行なうようにしたことを特徴とする収納式モニターの駆動機構。
2. モータの動力により、画像を表示するモニターをケース内に前後進自在にスライドさせて、ケースから突出した状態でモニターを上下のチルトさせるようにした収納式モニターの駆動機構において、前記モータに接続されたサンギアと、これと噛合する複数個のプラネタリーギアと、このプラネタリーギアを軸支し、外周にギアを形成したプラネタリーキャリアと、前記プラネタリーギアと噛合する内周ギアを形成すると共に外周ギアを形成したインターナルギアとから構成される２組の遊星歯車機構を、前記モニターを支持する可動フレームに並設して、第１および第２遊星歯車機構のインターナルギアを、互いに同一方向に回転するように、この両外周ギアに噛合するチルトギアを設け、このチルトギアを、モニター回動軸を回転させる軸回転ギアに噛合させ、更に第１および第２遊星歯車機構のプラネタリーキャリアが互いに逆方向に回転するように設けて、この外周に形成した両ギアにそれぞれ噛合するスライダーギアを介してケース内側に平行に設けた２本のラックに噛合させて可動フレームを前後進自在に支持し、前記両モータの回転方向をそれぞれ別個に制御して同時に駆動させることにより、モニターを支持する可動フレームの前後進のスライドと、モニターの上下のチルト動作を選択的に行なうようにしたことを特徴とする収納式モニターの駆動機構。
3. スライダーギアが１個または複数個の平歯ギアまたはスパイラルギアで形成して、ラックに噛合していることを特徴とする請求項１または２記載の収納式モニターの駆動機構。