JP5533358B2 - 開閉式表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、旅客用航空機等の客室の天井部に設置され、使用時に表示手段が収納位置から表示位置まで回動展開される開閉式表示装置に関するものである。

近年、航空機、列車、バスや客船等の輸送手段において、乗客に映像コンテンツや情報提供用の表示装置を配設したものが多くなってきている。

そして、輸送手段内において個別に各種の映像を楽しみたいという要望も高まっており、できるだけ場所をとらず、軽量で薄型の表示手段を備えた開閉式表示装置の提供が要望されている。

このため、特に旅客用航空機においては、客室座席天井部の荷物棚の下部に収納した表示手段を引き出して映像配信サービス等に使用し、使用後に再び天井部に収納する開閉式表示装置が普及しつつあり、各種の構成が提示されている。

このような開閉式表示装置は、装置の電源スイッチが入れられることにより駆動手段で駆動されて、四角形平板状の表示手段がその一辺を中心に回動して座席上部の天井の収納部から引き出され、乗客の見易い角度において映像配信サービス等の映像を表示して使用された後、再び回動し元の天井部に収納されるようになっている。

また航空機においては、総てのものに対して安全性が最重要視されており、表示装置もその例外ではなく、上記のような表示手段の使用中に客室への給電が断たれた場合には、直ちに表示装置を収納部内へ引き込めることが要求されている。

そして、このような要求に対応するために、表示手段を表示位置へ引き出す際に、弾性体に収納用のエネルギーを蓄積させておき、表示装置の使用後に電源が切られた場合や、客室への給電が断たれた場合に、表示装置を自動的に収納部内へ収納する開閉式表示装置が提案されている（特許文献１〜３参照）。

これらの表示装置は、弾性体に蓄積されたエネルギーにより、急速に表示手段が収納されることによって、表示手段の下方の座席の乗客が収納動作中の表示手段に当たって怪我をしたり、収納部内に体の一部が挟み込まれたりするのを防ぐため、表示手段の収納速度を制限するための構造を有している。

特開平４−５１４２号公報 特開２００６−８８７９７号公報 特開２００９−１６６５８２号公報

例えば特許文献１では、表示手段の収納を行う際に、滑らかに回動が行われるようにギヤダンパが用いられている。

しかしながら、ギヤダンパは、複数の歯車を備え、遠心力によって摩擦力が増加する構成となっており、構造が複雑であり、信頼性に乏しいという問題点がある。

また特許文献２では、ブレーキドラムに紐を巻きつけ、紐に作用する引張力を加減することで得られる摩擦力を利用している。

しかし、ブレーキドラムと紐との摩擦による制動を長期間繰り返すことで紐が磨耗するため、耐久性および耐摩耗性に乏しく、長期使用における信頼性が確保し難いという問題と、紐が切れた場合の保護機構が必要という課題があった。

また特許文献３では、表示手段の収納時に直流電動機に生じる逆起電力を回生させることで制動力を得ている。

しかしながら直流電動機には、表示手段が収納位置で停止するまでの間、逆起電力の回生による制動力がかかり続けるうえ、表示手段が表示位置から水平に近い状態まで回動してくると表示手段自体の重量により、表示手段の支軸を中心として表示位置へ開こうとする力のモーメントが弾性体に働くため、収納動作の終盤では弾性体に蓄積された収納用エネルギーが、表示手段の自重による回転モーメントと制動力の合力による反力と拮抗し、表示手段の収納速度が低下するという課題があった。

また、このような構成において、収納用の弾性体に蓄積されるエネルギーが、弾性体の経年劣化によって減少した場合、前述の反力を抑えて表示手段を自動的に収納部内へ収容できなくなるという課題があった。

また、表示手段を確実に収納部へ収容できるよう、弾性体は十分なエネルギーを蓄積できる大きなものを使用する必要があり、大きな弾性体を使用する場合は、それを駆動出来る力を持った大きな駆動手段も必要となる。そのため、重量を軽くしたり、構造を小さくできないといった課題もあった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、表示手段の収納中に回動の制動力を減少させることで、比較的小さな弾性体でも表示手段を確実に収容することができる、信頼性に優れた省スペースの開閉式表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の開閉式表示装置は、表示位置と収納位置との間で回動可能に支持された表示手段と、電源の供給により正方向に回転し、表示手段を収納位置から表示位置に回動させるための直流電動機を有する駆動手段と、表示手段を表示位置から収納位置に回動させる方向に、駆動手段を介して表示手段を付勢する弾性体と、直流電動機への電源供給が遮断されたときに、駆動手段を介して弾性体の付勢力で直流電動機が逆回転して発生する逆起電力を制御する逆起電力制御回路と、を有し、弾性体の付勢力は表示手段が表示位置で最大になり、収納位置に近づくに従って減少し、前記逆起電力制御回路は、逆起電力の方向に電流を流すダイオードと、前記ダイオードに直列に接続され、前記電流を制御するＦＥＴと、前記ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦ点を調整する抵抗を備え、前記逆起電力が前記表示手段の前記表示位置で最大、前記収納位置に近づくに従って減少するように制御することを特徴としている。

上記構成によって、開閉式表示装置に動力電源が印加されなくとも、表示手段の収納中に回動の制動力を減少させることで、比較的小さな弾性体でも表示手段を確実に収容することができる、信頼性に優れた省スペースの開閉式表示装置を実現することができる。

以上のように本発明は、表示手段を表示位置へ引き出す際に弾性体に収納用のエネルギーを蓄積させておいて、使用後や客室への通電が断たれた際には表示手段を自動的に収納部へ収納できるとともに、弾性体の経年劣化により付勢力が低下した場合でも、表示手段の回動を制動する力を表示手段の収納中に減少させることができるので、表示手段を確実に収容することができ、信頼性に優れた省スペースの開閉式表示装置を実現することができるという優れた効果が得られる。

本発明の実施の形態１における開閉式表示装置の概略構成図 同開閉式表示装置の断面図 同開閉式表示装置の逆起電力制御部の構成を示すブロック図 同開閉式表示装置の逆起電力制御部の動作説明のためのブロック図 同開閉式表示装置の逆起電力制御部の動作説明のためのブロック図 同開閉式表示装置の動作説明のためのシーケンス図 本発明の実施の形態２における開閉式表示装置の逆起電力制御部の構成を示すブロック図 同開閉式表示装置の動作説明のための断面図 同開閉式表示装置の動作説明のためのシーケンス図 同開閉式表示装置の逆起電力制御部の動作説明のためのブロック図 本発明の実施の形態３における開閉式表示装置の逆起電力制御部の構成を示すブロック図

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

なお、ここでも特に旅客航空機の場合を例として説明するが、本発明は航空機だけに限定されるものではなく、列車、バス、客船等の各種輸送手段に適用できるものである。

（実施の形態１）
旅客用航空機の天井部、特に荷物棚の下部に設けられた収納部に収納された、本発明の実施の形態１としての開閉式表示装置の概略構成を図１、図２に示す。

図１は開閉式表示装置の上面図であり、同図のＡ−Ａ'線における断面図を図２に示す。図２（ａ）は表示手段の収納状態を、図２（ｂ）は表示手段の使用状態を示すものである。

図に示すように、開閉式表示装置の本体枠１の下部には表示手段としてのモニター２が配設され、全体として図示しない旅客用航空機の天井部、特に荷物棚の下部に設けられた収納部に配設されている。

モニター２は全体として四角形平板状で、ＬＣＤ等のパネル状の表示部３を有し、四角形の一辺近傍の両端に設けられた同一軸線上の支軸４が本体枠１両側方の軸受（図示せず）に回動可能に支持されており、上方に配設された駆動機構５によって乗客に見易い画面角度に回動展開して使用され、使用後は再び本体枠１の下部に収納される。

駆動機構５は、ギヤ５ａが、支軸４に設けられたギヤ４ａと噛み合い、ギヤ５ａと同軸上のギヤ５ｂが、駆動機構５を駆動するモータ６のギヤ６ａと噛み合って回転を伝達する。モータ６は直流電動機であり、後述するスイッチのＯＮ／ＯＦＦと、逆起電力制御部８により制御される。

また、弾性体である巻きばね７は、駆動機構５の同軸上に取り付けられ、モニター２を収納位置に戻す方向にギヤ５ａを付勢している。

図３は逆起電力制御部８の構成を示すブロック図であり、逆起電力制御部８は、モータ６より発生する逆起電力の電流を調整するための抵抗１０、モータ６が正回転時に逆起電力制御部８への通電を規制するための整流素子としてのダイオード１１、電流制御素子としてのＦＥＴ１２、ＦＥＴ１２のバイアス電圧を調整するための抵抗１３、１４から構成される。また、１５は開閉式表示装置の電源、１６は開閉式表示装置の電源スイッチである。

以上のように構成された開閉式表示装置について、図２と、図４、図５に示すブロック図および図６に示すシーケンス図を用いてその動作を説明する。

まず、表示手段の展開時の動作について説明する。図４において、モニター２を表示位置（図２（ｂ））へ回動させるために、電源スイッチ１６をＯＮ（ショート）させ、モータ６を正回転させる（図６のＴ１）。

このとき、ダイオード１１に直列に接続された電気回路には、逆方向電圧が印加されることとなるため、電流は流れない。そして、モニター２が表示位置まで回動したとき、巻きばね７に蓄えられる付勢力は最大となる（図６のＴ２）。

次に、表示手段の収納時の動作について説明する。図５において、電源スイッチ１６をＯＦＦ（オープン）にすると、モニター２は巻きばね７に蓄積されたエネルギーを用いて収納位置図２（ａ）へ回動を行うため、モータ６には逆方向に回転する力が印加される（図６のＴ３）。このとき、モータ６には逆起電力が発生し、ダイオード１１に直列に接続された電気回路には、順方向電圧が印加され電流Ｉｄが流れるため、ＦＥＴ１２のゲートがバイアスされる。

バイアス電圧がＦＥＴ１２のオン電圧を超えるとＦＥＴ１２がオンとなり、モータ６の逆起電力Ｖｍは、ダイオード１１、ＦＥＴ１２により形成された閉ループを循環するため、逆回転するモータ６には正回転しようとする力が加わる。

この力がモニター２を収納する際の制動力となり、収納回動の初期においてモニター２は安全な速度で回動される。

モニター２がある程度回動し、天井部に対して水平に近づいていくと、巻きばね７に蓄積されたエネルギーの減少や、モニター２が自重により垂直方向に回動しようとする回転モーメントの影響により、モニター２の回動速度は低下する。

回動速度の低下はモータ６に誘起される逆起電力の低下を引き起こし、ＦＥＴ１２のゲートに印加される電圧も同様に低下していく。

ＦＥＴ１２はゲート電圧によりドレイン−ソース間を流れる電流を制御する素子であるから、モータ６の逆起電力により生じる電流Ｉｄは回動速度が低下するにつれてＦＥＴ１２の電流制限を大きく受けることとなり、結果として逆起電力がモータ６に与える制動力は徐々に低下していく。

そして、あるタイミングで、ＦＥＴ１２のバイアス電圧Ｖｇｓがゲートカットオフ電圧を下回る（図６のＴ４）。

これにより逆起電力の閉ループは解消され、モータ６の電気的負荷がなくなるため、回動速度を上昇させることができ、確実にモニター２を収納位置へ収納することができる（図６のＴ５）。

なお、以上の説明では逆起電力制御部８の抵抗１０、１３、１４は単体の素子としたが、複数の抵抗を並列接続した抵抗アレーとしてもよい。この場合は、抵抗アレーを形成する抵抗の一部が破損した場合においても、他の抵抗によって回路構成が保たれるため、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２における開閉式表示装置の逆起電力制御部の構成を示すブロック図であり、同図において実施の形態１と同一の構成要素には図３に示す逆起電力制御部の構成のブロック図と同一番号を付与している。

図７において、６は駆動手段における直流電動機としてのモータ、１０はモータ６より発生する逆起電力の電流を調整するための抵抗、１１はモータ６が正回転時に逆起電力制御部への通電を規制するための整流素子としてのダイオード、１６は開閉式表示装置の電源スイッチ、１５は開閉式表示装置の電源で、以上は図３の構成と同様なものである。

図３の構成と異なるのは、逆起電力制御部８としてのＦＥＴ１２および抵抗１３、１４をスイッチ１７とした点である。

また、図８は開閉式表示装置の開閉状態を示す断面図で、図８（ａ）は表示手段の開閉途中状態を、図８（ｂ）は表示手段の使用状態を示している。

図７と同様、図８において実施の形態１の図２と異なるところは、逆起電力制御部８の代わりに、スイッチ１７と、スイッチ１７をＯＮ／ＯＦＦさせる押下手段１８が設けられている。それ以外の構成要素は、本体枠１、モニター２を除き、図示を省略している。

以上のように構成された開閉式表示装置について、図７と図８、および図９に示すシーケンス図を用いてその動作を説明する。

まず、表示手段の展開時の動作について説明する。図８において、モニター２を表示位置（図８（ｂ））へ回動させるために、電源スイッチ１６をＯＮ（ショート）させ、モータ６を正回転させる（図９のＴ１１）。

このとき、スイッチ１７はモニター２が所定位置に達するまではオープンであり、所定位置に達すると以降は押下手段１８によってショート状態となる（図９のＴ１２）。

ダイオード１１に直列に接続された電気回路は、スイッチ１７がオープンの場合は、電気的に接続されていないため電流が流れず、スイッチ１７がショートの場合も、ダイオード１１に逆方向電圧が印加されることとなるため、電流は流れない。そして、モニター２が表示位置まで回動したとき、巻きばね７に蓄えられる付勢力は最大となる（図９のＴ１３）。

次に、表示手段の収納時の動作について説明する。図８（ｂ）において、電源スイッチ１６をオープンにすると、モニター２は巻きばね７に蓄積されたエネルギーを用いて収納位置へ回動を行う（図８（ａ））ため、モータ６には逆方向に回転する力が印加される（図９のＴ１４）。

このとき、図１０のブロック図に示すように、モニター２が所定の位置に達するまではスイッチ１７はショートであり、またモータ６には逆起電力が発生するため、モータ６の逆起電力による電流Ｉｄはダイオード１１に直列に接続された電気回路とモータ６により形成された閉ループを循環する。

これにより、逆回転するモータ６には正回転しようとする力が加わる。この力がモニター２を収納する際の制動力となり、収納動作の初期においてモニター２は安全な速度で回動される。

モニター２がある程度回動し、天井部に対して水平に近づいていくと巻きばね７に蓄積されたエネルギーの減少や、モニター２が自重により垂直方向に回動しようとする回転モーメントの影響により、モニター２の回動速度は低下する。

モニター２が所定の位置に達すると、巻きばね７によってスイッチ１７がオープン状態となり、逆起電力の閉ループが解消されモータ６の電気的負荷がなくなるため、回動速度を上昇させることができる（図９のＴ１５）。

以上により、確実にモニター２を収納位置へ収納することができる（図９のＴ１６）。

なお、実施の形態１と同様、以上の説明では図６の抵抗１０は単体の素子としたが、複数の抵抗を並列接続した抵抗アレーとしてもよい。この場合は抵抗アレーを形成する抵抗の一部が破損した場合においても、他の抵抗によって回路構成が保たれるため、信頼性を向上させることができる。

（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における開閉式表示装置の構成を示すブロック図であり、同図において実施の形態１と同一の構成要素には、図３に示す構成のブロック図と同一番号を付与している。

図１１において、実施の形態１の図３と異なるところは、逆起電力制御部８において、ＦＥＴ１２、抵抗１０、１３、１４からなる回路を、モータ６に対して複数並列に接続し、それぞれ、ＦＥＴ１２１〜１２Ｎ、抵抗１０１〜１０Ｎ、１３１〜１３Ｎ、１４１〜１４Ｎとしている。

そして、ＦＥＴ１２１〜１２Ｎ毎に接続された各抵抗１０１〜１０Ｎ、１３１〜１３Ｎ、１４１〜１４Ｎの値をそれぞれ決定し、異なる制御特性を与えることで、ＦＥＴが単一の逆起電力制御部８と比較してより細かく収納速度の制御を行うことができる。

なお、以上の説明では逆起電力制御部はＦＥＴおよび抵抗により構成されるとしたが、これを実施の形態２に示したスイッチと押下手段による構成としてもよい。

本発明は、例えば、航空機、列車、バスや客船等の輸送手段において、乗客に各種の情報提供をするための薄型の表示手段を備えた開閉式表示装置として非常に有用である。

１ 本体枠
２ モニター
３ 表示部
４ 支軸
４ａ、５ａ、５ｂ、６ａ ギヤ
５ 駆動機構
６ モータ
７ 巻きばね
８ 逆起電力制御部
１０、１３、１４、１０１〜１０Ｎ、１３１〜１３Ｎ、１４１〜１４Ｎ 抵抗
１１ ダイオード
１２、１２１〜１２Ｎ ＦＥＴ
１５ 電源
１６、１７ スイッチ
１８ 押下手段

Claims (5)

1. 表示位置と収納位置との間で回動可能に支持された表示手段と、
   正方向の回転により、前記表示手段を前記収納位置から前記表示位置に回動させるための直流電動機を有する駆動手段と、
   前記表示手段を前記表示位置から前記収納位置に回動させる方向に、前記駆動手段を介して前記表示手段を付勢する弾性体と、
   前記直流電動機への電源供給が遮断されたときに、前記駆動手段を介して前記弾性体の付勢力で前記直流電動機が逆回転し、逆起電力が発生することにより形成される逆起電力制御回路と、
   を有し、
   前記弾性体の付勢力は前記表示手段の前記表示位置で最大になり、前記収納位置に近づくに従って減少し、
   前記逆起電力制御回路は、逆起電力の方向に電流を流すダイオードと、前記ダイオードに直列に接続され、前記電流を制御するＦＥＴと、前記ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦ点を調整する抵抗を備え、前記逆起電力が前記表示手段の前記表示位置で最大、前記収納位置に近づくに従って減少するように制御することを特徴とする開閉式表示装置。
2. 表示位置と収納位置との間で回動可能に支持された表示手段と、
   正方向の回転により、前記表示手段を前記収納位置から前記表示位置に回動させるための直流電動機を有する駆動手段と、
   前記表示手段を前記表示位置から前記収納位置に回動させる方向に、前記駆動手段を介して前記表示手段を付勢する弾性体と、
   前記直流電動機への電源供給が遮断されたときに、前記駆動手段を介して前記弾性体の付勢力で前記直流電動機が逆回転し、逆起電力が発生することにより形成される逆起電力制御回路と、
   を有し、
   前記弾性体の付勢力は前記表示手段の前記表示位置で最大になり、前記収納位置に近づくに従って減少し、
   前記逆起電力制御回路は、
   逆起電力の方向に電流を流すダイオードと、
   前記直流電動機に対して複数並列に接続された、前記電流を制御するＦＥＴと前記ＦＥＴのＯＮ／ＯＦＦ点を調整する抵抗とからなる回路とを備えることを特徴とする開閉式表示装置。
3. 表示位置と収納位置との間で回動可能に支持された表示手段と、
   正方向の回転により、前記表示手段を前記収納位置から前記表示位置に回動させるための直流電動機を有する駆動手段と、
   前記表示手段を前記表示位置から前記収納位置に回動させる方向に、前記駆動手段を介して前記表示手段を付勢する弾性体と、
   前記直流電動機への電源供給が遮断されたときに、前記駆動手段を介して前記弾性体の付勢力で前記直流電動機が逆回転し、逆起電力が発生することにより形成される逆起電力制御回路と、
   を有し、
   前記弾性体の付勢力は前記表示手段の前記表示位置で最大になり、前記収納位置に近づくに従って減少し、
   前記逆起電力制御回路は、
   逆起電力の方向に電流を流すダイオードと、
   前記表示手段の回動によりＯＮ／ＯＦＦする回路スイッチと、
   前記電流を調整する抵抗とを備えることを特徴とする開閉式表示装置。
4. 前記表示手段に固定され、前記回路スイッチをＯＮ／ＯＦＦするスイッチ押下手段からなることを特徴とする、請求項３に記載の開閉式表示装置。
5. 前記弾性体はバネであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の開閉式表示装置。

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