JP4887884B2 - 吸盤装置 - Google Patents

Description

本発明は吸盤装置に関する。

自動車のダッシュボードやフロントガラスなどに電子機器（車載機器）などの物品を取り付ける吸盤装置が提案されている（特許文献１参照）。
この吸盤装置は、ダッシュボードやフロントガラスなどに吸着する吸盤と、この吸盤に設けられ前記物品を結合するための設置用部材とを備えている。
特開平８−１５９１３９号公報

このような従来の吸盤装置では、自動車の走行に伴って車両に生じる振動や衝撃が吸盤と設置用部材を介して物品に伝達されるため、物品が電子機器であった場合には電子機器を構成する精密な電子部品に悪影響を与えることが懸念され、また、そのような電子機器に画像や文字などを表示するディスプレイや所定の操作を行う操作ボタンが設けられている場合には、ディスプレイが振動することで画面が見づらくなったり、また、操作ボタンが振動することで操作しづらくなったりする不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、物品に伝達される振動や衝撃を効果的に抑制でき、取り付けられた物品の耐久性や使い勝手の向上を図る上で有利な吸盤装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の吸盤装置は、厚さ方向の一方の面に吸着面が形成され厚さ方向の他方の面が背面とされた吸盤と、前記吸盤の背面中央に連結され前記背面中央から突設された軸状部材と、前記軸状部材に、前記軸状部材の長手方向に移動可能に結合され物品取り付け用の取り付け部が設けられたフレームと、前記軸状部材と前記フレームとの間に設けられ前記フレームを前記吸着面方向に付勢する弾性体と、前記フレームに設けられ前記吸盤の背面あるいは前記吸着面が吸着する被吸着面に接触し前記被吸着面に対して離間接近する方向における前記フレームの位置決めを行なうクッション材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、吸着面が仮に自動車のダッシュボードやフロントガラスなどに吸着されると、車両の振動や衝撃は弾性体やクッション材によって吸収、緩和されるため、取り付け部により取り付けられた物品に伝達される車両の振動や衝撃が効果的に抑制される。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
以下では、車載機器であるカーナビゲーションシステムのディスプレイが、本発明に係る吸盤装置２０によりダッシュボードやフロントガラスなどに取り付けられる場合について説明する。
図１はカーナビゲーションシステムのディスプレイが、本発明に係る吸盤装置によりダッシュボードやフロントガラスに取り付けられた状態の側面図、図２は図１の断面図である。
図１、図２に示すように、カーナビゲーションシステムのディスプレイ１０のフレーム１２の背面にホルダー１４が突設され、ホルダー１４の後部に吸盤装置２０が設けられ、吸盤装置２０は、ダッシュボードやフロントガラスなどの被吸着面２に取着されている。
被吸着面２は、ダッシュボードの場合には、水平面ではなく車室側に傾いており、かつ、緩やかな曲面で形成され、その表面は皮シボ面として形成され、こまかな凹凸面あるいはざらざらな面で形成されており、フロントガラスの場合には、滑らかな曲面で形成されている。

図３は吸盤装置２０が被吸着面２に取着される前の状態を示す説明図、図４は吸盤装置２０が被吸着面２に取着された状態を示す説明図、図５は吸盤２２の平面図である。
吸盤装置２０は、吸盤２２と、軸状部材２４と、フレーム２６と、弾性体２８と、クッション材３０とを含んで構成されている。

図３、図５に示すように、吸盤２２は、厚さ方向の一方の面に吸着面３２が形成され厚さ方向の他方の面が背面３４とされている。
吸盤２２は、吸着面３２が形成された円盤状の吸盤本体３６と、吸盤本体３６の背面３４の中央から突設された吸盤軸部３８とを備えている。
また、吸盤本体３６の外縁に取り外し操作用の片体３９が突設されている。
吸盤２２は、弾性を有する合成樹脂材料など、例えば、ウレタン系やスチレン系、シリコン樹脂系など、従来の吸盤に用いられている従来公知の様々な材料が使用可能である。

本実施の形態では、図３に示すように、背面３４と反対に位置する吸盤２２の面に凹状の取り付け面２２１０が形成され、取り付け面２２１０に該取り付け面２２１０を覆うようにゲルからなるゲル層４８が接合され、吸着面３２はこのゲル層４８の表面で形成されている。
このようなゲルとして、ポリエチレン系、スチレン系、シリコン樹脂系などの合成樹脂系のゲルが使用可能であり、ポリエチレン系のゲルとして、例えば、市販品である株式会社コスモ計器の商品名「コスモゲル」を使用可能である。スチレン系のゲルとして、例えば、市販品である株式会社イノアックコーポレーションの商品名「ＮＡＧＦＬＥＸ」を使用可能である。シリコン系のゲルとして、例えば、市販品である株式会社ジェルテックの商品名「αＧＥＬ」（アルファゲル）を使用可能である。
また、取り付け面２２１０へのゲル層４８の接合は、例えば、二色成形や接着剤による接合などの方法が採用可能である。

図３に示すように、軸状部材２４は、吸盤２２の背面３４の中央に連結され背面３４の中央から突設されている。
軸状部材２４は、吸盤軸部３８に連結される基部２４０２と、基部２４０２よりも小さい直径で基部２４０２から突出する軸部２４０４と、軸部２４０４の先端に軸部２４０４よりも大きい外径で形成された端面壁部２４０６と、端面壁部２４０６の外周から垂設され端面壁２４０６寄りの軸部部分に臨む内筒部２４０８とを備えている。
端面壁部２４０６と内筒部２４０８とは一体に形成されてそれら端面壁部２４０６と内筒部２４０８とによりキャップ４０が構成され、キャップ４０はねじ４２およびねじ孔４４を介して軸部２４０４に着脱可能に取り付けられている。
軸状部材２４は、例えば、合成樹脂製である。

フレーム２６は、軸状部材２４に、軸状部材２４の長手方向に移動可能に結合され物品取り付け用の取り付け部４６が設けられている。
フレーム２６は、内筒部２４０８の外周面に内筒部２４０８の軸方向に移動可能に結合される外筒部２６０２と、基部２４０２と内筒部２４０８との間における軸部２４０４部分に臨むように外筒部２６０２の内周面に環状に突設されその中心に軸部２４０４の外径よりも大きくかつ内筒部２４０８の内周面よりも小さい内径の孔２６０４が形成されたつば部２６０６と、外筒部２６０２の長手方向の一端から環板状に広がり吸盤本体３６の背面３４を覆う環板部２６０８と、外筒部２６０２の長手方向の他端から突設された取り付け片２６１０とを備えている。本実施の形態では、取り付け片２６１０によって取り付け部４６が構成されている。
フレーム２６は、例えば、合成樹脂製である。

図１に示すように、ホルダー１４とフレーム２６は、取り付け片２６１０に挿通した軸２６１２により該軸２６１２の周りに回転調節可能に結合されている。さらに、ホルダー１４がディスプレイ１０を支持する部分と、取り付け片２６１０に結合された部分とは、ボールジョイント２６１４を介して回転可能かつ揺動可能に結合されている。したがって、本実施の形態では、取り付け部４６に取り付けられる物品は、カーナビゲーションシステムのディスプレイ１０である。

図３に示すように、弾性体２８は、軸状部材２４とフレーム２６との間に設けられフレーム２６を吸着面３２方向に付勢している。
弾性体２８は、本実施の形態では、コイルスプリングにより形成されている。なお、弾性体２８はフレーム２６を吸着面３２方向に付勢するものであればよく、ゴムやソリッドなダンパなども使用可能である。
弾性体２８は、軸部２４０４の外側かつ内筒部２４０８の内側で端面壁部２４０６とつば部２６０６との間にわたって設けられている。

図３に示すように、クッション材３０は、フレーム２６に設けられ吸盤２２の背面３４あるいは吸着面３２が吸着する被吸着面２に接触し被吸着面２に対して離間接近する方向におけるフレーム２６の位置決めを行なうものである。
クッション材３０は環板部２６０８が吸盤本体３６の背面に臨む面に環状の帯状に延在して設けられ、吸盤本体３６の外周寄りの箇所に接触するように設けられている。
クッション材３０は、衝撃を吸収し弾性を有する材料で形成されている。このような材料として、例えば、ウレタンフォームが使用可能であり、例えば、市販品である株式会社イノアックコーポレーションの商品名「ＰＯＲＯＮ」が使用可能である。

次に、吸盤装置２０の被吸着面２への吸着について説明する。
まず、図３に示すように、吸盤装置２０の吸盤２２の吸着面３２を被吸着面２に臨ませ、吸着面３２の外周部を被吸着面２に当て付ける。この状態で、吸着面３２と被吸着面２との間には空気が介在した空間が形成されている。
次に、軸状部材２４の端面壁部２４０６を吸着面２方向に押圧すると、図４に示すように、吸盤本体３６の中央部分が被吸着面２に近接する方向に変形し、吸着面３２の全域が被吸着面２に密着し、前記空間に介在した空気が吸着面３２と被吸着面２との間から排出され、吸着面３２と被吸着面２との間がほぼ真空状態となり、吸盤２２が被吸着面２に吸着され、これにより吸盤装置２０が非吸着面２に取り付けられる。
この際、弾性体２８により被吸着面２方向に付勢されているフレーム２６の環板部２６０８がクッション材３０に接触することで、フレーム２６は被吸着面２に対して離間接近する方向における位置が決定され、その状態で、フレーム２６のつば部２６０４と、軸状部材２４の内筒部２４０８とが距離ΔＬ分離間している。すなわち、振動や衝撃によってフレーム２６と軸状部材２４とが互いに近づく方向に変位しても距離ΔＬ分の余裕が確保されている。

本実施の形態によれば次のような効果が得られる。
吸盤装置２０が被吸着面２に取り付けられることにより、被吸着面２に伝達された車両の振動や衝撃は、吸盤２２、軸状部材２４、弾性体２８、フレーム２６、取り付け部４６という第１の経路でホルダー１４およびディスプレイ１０に伝達され、また、吸盤２２、クッション材３０、フレーム２６、取り付け部４６という第２の経路でホルダー１４およびディスプレイ１０に伝達される。
その際、前記振動や衝撃は何れの経路においても弾性体２８やクッション材３０によって吸収、緩和されるため、ディスプレイ１０に伝達される車両の振動や衝撃が効果的に抑制される。
したがって、ディスプレイ１０の振動や衝撃が抑制されることで、ディスプレイ１０の耐久性を高める上で有利となり、また、画面の振れが抑制されるため、ディスプレイ１０を視認しやすく、カーナビゲーションシステムの使い勝手の向上を図る上で有利となる。
また、ディスプレイ１０がタッチパネルスイッチを有している場合には、画面の振れが抑制されるため、それらスイッチの操作性を確保する上で有利となる。
特に、吸盤装置２０に取り付けられている物品が、実施の形態のディスプレイ１０のように精密な電子部品を用いた電子機器である場合は、それら電子部品の寿命劣化を抑制する上で有利となる。

また、本実施の形態では、図４に示すように、クッション材３０が吸盤本体３６の外周寄りの箇所に接触することでそれら外周寄りの箇所が被吸着面２方向に付勢されている。そのため、被吸着面２が緩やかな曲面を呈している場合、クッション材３０により吸盤本体３６の外周寄りの箇所が被吸着面２の曲面に追従して押し付けられるため、吸着面３２の被吸着面２に対する密着性を高める上で有利となる。
したがって、吸盤２２を緩やかな曲面を呈する被吸着面２に確実に吸着させることができ、吸盤装置２０で支持されるディスプレイ１０のような物品を被吸着面２に確実に取り付ける上で有利となる。
また、本実施の形態では、吸盤２２の吸着面３２がゲル層４８で形成されているので、被吸着面２が皮シボ面として形成され、こまかな凹凸面あるいはざらざらな面であっても、吸着面３２は凹凸に追従して変形し、凹凸面との間に空気を介在させずに凹凸面やざらざらな面に吸着面３２を密着できる。
したがって、吸盤２２を凹凸面やざらざらな面に確実に吸着させることができ、ディスプレイ１０のような物品を被吸着面２に確実に取り付ける上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態では、吸着面３２を構成するゲル層４８の厚さを変化させたものである。
図６は第２の実施の形態の吸着装置２０の吸盤２２の断面図である。
なお、以下の実施の形態において、第１の実施の形態と同一または同様の箇所、部材には同一の符号を付して説明する。
図６に示すように、ゲル層４８は、吸着面３２の中央を構成する円形でほぼ均一厚さの中央部５０と、中央部５０の外周に続き吸着面３２の外周に近づくにつれその肉厚が次第に大きくなる環板状の傾斜部５２と、吸着面３２の外周部を構成し傾斜部５２の外周に続いて傾斜部５２の外周の肉厚と同じ値のほぼ均一厚さの外周部５４とを備えている。ここで、ほぼ均一の厚さ、あるいは均一の厚さとは、成形上の誤差や精度誤差などから多少のばらつきを含んだ均一の厚さであり、実質的に均一の厚さである。
本例では、中央部５０の直径Ｄ１が１０ｍｍ、外周部５４の直径Ｄ２が７０ｍｍ、中央部５０のゲル層４８の厚さｄ１が１ｍｍ、外周部５４のゲル層４８の厚さｄ２が２ｍｍである。

このような吸着面３２によれば、次のような効果が奏される。
吸着面３２を被吸着面２に密着させると、ゲル層４８は、外周に至るにつれて大きく引き延ばされ、したがって、外周に至るにつれてその厚みが減少し、その結果、外周に至るにつれてゲル層４８の硬度が高くなり、吸着面３２の被吸着面２に対する密着性が低下する。
一方、吸盤装置２０を用いてディスプレイ１０のような物品を被吸着面２に取り付ける場合、密着性を確保するためゲル層４８の厚みを均一に大きく確保したのでは、吸盤２２部分の厚さが大きくなり、吸盤装置２０の見栄えが悪く、また、ゲルを多く使うことからコストダウンを図る上でも不利がある。
これに対して、本実施の形態では、中央部５０のゲル層４８の厚さよりも外周部５４のゲル層４８の厚さが大きな寸法で形成されているので、吸着面３２を被吸着面２に吸着させた場合、外周部５４のゲル層４８が中央部５０のゲル層４８よりも大きく引き延ばされてその厚みが減少したとしても、外周部５４のゲル層４８の硬度は低い値に維持され、例えば、中央部５０のゲル層４８と同程度に維持される。
そのため、吸盤装置２０の見栄えを損なうことなく、また、必要最低限の量のゲルを用いることで、被吸着面２に対する吸着面３２の吸着性を確保することが可能となる。
特に本実施の形態では、中央部５０と外周部５４とが外周部５４に近づくにつれその肉厚が次第に大きくなる環板状の傾斜部５２で接続されているため、傾斜部５２のゲル層４８における硬度の低下も効果的に防止され、したがって、傾斜部５２のゲル層４８による被吸着面２に対する密着性の低下も防止されるので、吸盤２２の吸着面３２の被吸着面２に対する吸着性を確保する上でより有利となっている。

なお、本実施の形態では、車載機器を取り付けるための吸盤装置２０について説明したが、吸盤装置２０により支持する物品は車載機器に限定されず、様々な物品に適用可能である。
また、本実施の形態では、ゲル層４８を用い、このゲル層４８により吸着面３２が構成されている場合について説明したが、吸着面３２の構成には従来公知の様々な構造が適用可能であり、例えば、ゲル層４８を省略し吸盤本体３６の取り付け面を吸着面として用いるようにしてもよい。

カーナビゲーションシステムのディスプレイが、本発明に係る吸盤装置によりダッシュボードやフロントガラスに取り付けられた状態の側面図である。 図１の断面図である。 吸盤装置２０が被吸着面２に取着される前の状態を示す説明図である。 吸盤装置２０が被吸着面２に取着された状態を示す説明図である。 吸盤２２の平面図である。 第２の実施の形態の吸着装置２０の吸盤２２の断面図である。

符号の説明

２０……吸盤装置、２２……吸盤、２４……軸状部材、２６……フレーム、２８……弾性体、３０……クッション材、３２……吸着面、３４……背面、４６……取り付け部。

Claims (11)

1. 厚さ方向の一方の面に吸着面が形成され厚さ方向の他方の面が背面とされた吸盤と、
   前記吸盤の背面中央に連結され前記背面中央から突設された軸状部材と、
   前記軸状部材に、前記軸状部材の長手方向に移動可能に結合され物品取り付け用の取り付け部が設けられたフレームと、
   前記軸状部材と前記フレームとの間に設けられ前記フレームを前記吸着面方向に付勢する弾性体と、
   前記フレームに設けられ前記吸盤の背面あるいは前記吸着面が吸着する被吸着面に接触し前記被吸着面に対して離間接近する方向における前記フレームの位置決めを行なうクッション材と、
   を備えることを特徴とする吸盤装置。
2. 前記吸盤は前記吸着面が形成された円盤状の吸盤本体と、前記吸盤本体の背面中央から突設された吸盤軸部とを備え、前記軸状部材は前記吸盤軸部に連結されていることを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
3. 前記吸盤は前記吸着面が形成された円盤状の吸盤本体を有し、前記クッション材は、前記吸盤本体の外周寄りの箇所に接触するように設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
4. 前記吸盤は前記吸着面が形成された円盤状の吸盤本体と、前記吸盤本体の背面中央から突設された吸盤軸部とを備え、
   前記軸状部材は、前記吸盤軸部に連結される基部と、前記基部よりも小さい直径で該基部から突出する軸部と、前記軸部の先端に前記軸部よりも大きい外径で形成された端面壁部と、前記端面壁部の外周から垂設され前記端面壁寄りの前記軸部部分に臨む内筒部とを備え、
   前記フレームは、前記内筒部の外周面に前記内筒部の軸方向に移動可能に結合される外筒部と、前記基部と前記内筒部との間における前記軸部部分に臨むように前記外筒部の内周面に環状に突設されその中心に前記軸部の外径よりも大きくかつ前記内筒部の内周面よりも小さい内径の孔が形成されたつば部と、前記外筒部から環板状に広がり前記吸盤本体の背面を覆う環板部とを備え、
   前記弾性体は、前記軸部の外側かつ前記内筒部の内側で前記端面壁部と前記つば部との間にわたって設けられ、
   前記クッション材は前記環板部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
5. 前記吸盤は前記吸着面が形成された円盤状の吸盤本体と、前記吸盤本体の背面中央から突設された吸盤軸部とを備え、
   前記軸状部材は、前記吸盤軸部に連結される基部と、前記基部よりも小さい直径で該基部から突出する軸部と、前記軸部の先端に前記軸部よりも大きい外径で形成された端面壁部と、前記端面壁部の外周から垂設され前記端面壁寄りの前記軸部部分に臨む内筒部とを備え、
   前記端面壁部と前記内筒部とは一体に形成されてそれら端面壁部と内筒部とによりキャップが構成され、前記キャップは前記軸部に着脱可能に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
6. 前記背面と反対に位置する前記吸盤の面に取り付け面が形成され、前記取り付け面に該取り付け面を覆うようにゲルからなるゲル層が接合され、前記吸着面は前記ゲル層の表面で形成されていることを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
7. 前記ゲル層は、前記吸着面の中央を構成する円形でほぼ均一厚さの中央部と、前記中央部の外周に続き前記吸着面の外周に近づくにつれその肉厚が次第に大きくなる環板状の傾斜部と、前記吸着面の外周部を構成し前記傾斜部の外周に続いて前記傾斜部の外周の肉厚と同じ値のほぼ均一厚さの外周部とを備えている、
   ことを特徴とする請求項６記載の吸盤装置。
8. 前記取り付け面は凹状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の吸盤装置。
9. 前記吸盤は、弾性を有する合成樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
10. 前記吸着面は凹状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
11. 前記取り付け部に車載機器が取着されることを特徴とする請求項１記載の吸盤装置。
    

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