JP6460918B2 - 車載用電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、表示パネルなどを有する機器本体を収納姿勢と突出姿勢との間で移動させるものであり、機器本体のがたつきを抑制できる構造の車載用電子機器に関する。

自動車の車室内に装備される電子機器として、表示パネルなどを有する機器本体が、ダッシュボードの内部に収納される収納姿勢から、外部に露出する突出姿勢へ向かって移動するものがある。

以下の特許文献１に記載されている車載用ディスプレイ装置は、上下に延びる一対のガイド軸がベースに固定されており、このガイド軸でディスプレイが昇降自在に案内されている。ベースには、ディスプレイの昇降方向と直交する水平方向に間隔を空けて一対のギヤが回転自在に支持されており、モータの動力で２個のギヤが同じ方向へ回転駆動される。

それぞれのギヤにはピンが固定され、ディスプレイには水平方向に延びる長溝が形成されて、それぞれのピンがディスクプレイに摺動自在に挿入されている。

この車載用ディスクプレイ装置は、モータの力で一対のギヤが同じ方向へ回転させられると、ピンが長溝内を摺動し、ディスクプレイが持ち上げられる。ディスプレイを収納するときは、ギヤが上昇時と同じ方向へ回転し、ディスプレイが下降させられる。

特開２００１−３０８４８号公報

特許文献１に記載された車載用ディスプレイ装置は、ギヤに設けられたピンと、ディスプレイに形成された長溝との間にがたつきが生じやすく、さらに、一対のガイド軸とディスプレイとの間にもがたつきが生じやすい。そのため、車体振動などが与えられるとがたつき音が発生しやすい課題がある。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、がたつき発生部を少なくし、機器本体が停止しているときと移動しているときの双方において振動ノイズを抑制できるようにした車載用電子機器を提供することを目的としている。

本発明は、ガイド部と、前記ガイド部に沿って往復移動する機器本体とを有する車載用電子機器において、
前記機器本体の移動方向と直交する水平方向に間隔を空けて配置された第１の駆動歯車および第２の駆動歯車と、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車に同じ方向への回転力を与える動力伝達部とを有し、
前記機器本体に、前記水平方向に延びる第１のカム部および第２のカム部が設けられ、前記第１の駆動歯車に、前記第１のカム部を移動する移動体が、前記第２の駆動歯車に、前記第２のカム部を移動する移動体が、それぞれ設けられて、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車から、前記機器本体に移動力が与えられ、
前記動力伝達部には、前記第１の駆動歯車と噛み合う第１の伝達歯車と、前記第２の駆動歯車と噛み合う第２の伝達歯車とが同軸に支持されて、前記第１の伝達歯車と前記第２の伝達歯車を互いに逆向きに付勢するばね部材が設けられて、前記ばね部材によって、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車に互いに逆回転方向の付勢力が作用し、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車から、前記機器本体に対して、回転モーメントが与えられており、
前記第１の伝達歯車と前記第２の伝達歯車のいずれか一方にモータからの回転力が伝達されることを特徴とするものである。

本発明の車載用電子機器は、前記機器本体が一方へ移動するときと他方へ移動するときとで、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車が同じ方向へ回転駆動されるものが好ましい。

本発明の車載用電子機器は、一対の駆動歯車のそれぞれに噛み合う一対の伝達歯車が設けられ、一対の伝達歯車は同軸に支持されてばね部材で互いに逆回転方向へ付勢されている。

その結果、２つの駆動歯車に逆回転方向の付勢力が与えられ、それぞれの駆動歯車と機器本体とのカム係合部にがたつきが発生しにくくなる。また機器本体に対して、常に回転モーメントが与えられるため、機器本体と一対のガイド軸との間にもがたつきが生じにくくなる。
その結果、車体振動が与えられたときに振動ノイズが発生しにくくなる。

本発明の実施の形態の車載用表示装置を示す斜視図、 車載用表示装置に設けられた一対の駆動歯車と動力伝達部の構造を示す部分斜視図、 機器本体の昇降動作を示す正面図、

図３に示すように、車載用電子機器１は、自動車のフロントガラスの手前に位置するダッシュボード７の内部に設置される。ダッシュボード７には上方に向けて開口する細長い形状の開口部８が設けられている。

車載用電子機器１は機器本体１０を有しており、機器本体１０は、図３に示すように、ダッシュボード７の内部に格納された収納姿勢（ｉ）から、ダッシュボード７の上方へ突出する突出姿勢（ｉｉｉ）との間で移動する。

図１に示すように、機器本体１０は、合成樹脂製の本体ケース１１を有し、本体ケース１１に表示パネル５が搭載されている。表示パネル５はカラー液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス表示パネルである。表示パネル５の表示画面５ａは車両の内方（Ｘ１方向）に向けられている。Ｘ１方向は自動車の運転席と助手席の中間に対面する方向である。

ダッシュボードの内部に、図１に示すシャーシ２が収納されている。シャーシ２は金属板を折り曲げて形成されている。シャーシ２には、Ｙ１側に第１のガイド部である第１のガイド軸３が、Ｙ２側に第２のガイド部である第２のガイド軸４が固定されている。第１のガイド軸３と第２のガイド軸４は共に金属製であり、断面が円形である。第１のガイド軸３と第２のガイド軸４は互いに平行であり、機器本体１０の移動方向であるＹ１−Ｙ２方向へ延びている。Ｙ１−Ｙ２方向はほぼ重力方向に向けられている。

機器本体１０の左側（Ｙ１側）に、左上軸受け部１２ａと左下軸受け部１２ｂが一体に形成され、右側（Ｙ２側）に、右上軸受け部１３ａと右下軸受け部１３ｂが一体に形成されている。各軸受け部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂは、機器本体１０の本体ケース１１と共に合成樹脂材料で形成されている。左上軸受け部１２ａと左下軸受け部１２ｂは、第１のガイド軸３に摺動自在に挿通されており、右上軸受け部１３ａ右下軸受け部１３ｂは第２のガイド軸４に摺動自在に挿通されている。

シャーシ２に、機器本体１０を移動させる（昇降させる）昇降駆動機構２０が搭載されている。

昇降駆動機構２０は、第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２を有している。第１の駆動歯車２１は、シャーシ２に固定された支持軸２１ａに回転自在に支持され、第２の駆動歯車２２は、シャーシ２に固定された支持軸２２ａに回転自在に支持されている。支持軸２１ａと支持軸２２ａは、機器本体１０の移動方向（Ｚ方向）と直交する水平方向（Ｙ方向）に間隔を空けて配置されている。

第１の駆動歯車２１には、Ｘ１方向へ突出する移動体２３が設けられ。第２の駆動歯車２２には、Ｘ１方向へ突出する移動体２４が設けられている。移動体２３，２４は、断面が円形の移動軸（フォロワー軸）である。移動体２３，２４には、必要に応じて、移動軸の外周に合成ゴム製のローラが回転自在に装着される。
昇降駆動機構２０には、図２に示す動力伝達部３０が設けられている。

動力伝達部３０には、モータ３１が設けられており、その出力軸３１ａにウオーム３２が固定されている。シャーシ２に支持軸３３が固定されて、支持軸３３に二段歯車３４が回転自在に支持されている。二段歯車３４はウオーム歯車３４ａと平歯車３４ｂとが一体化されている。前記ウオーム３２はウオーム歯車３４ａに噛み合っている。シャーシ２に固定された支持軸３５に二段歯車３６が回転自在に支持されている。二段歯車３６は共に平歯車である大径歯車３６ａと小径歯車３６ｂが一体化されている。前記平歯車３４ｂは大径歯車３６ａに噛み合っている。

第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２との間に、伝達歯車群４０が設けられている。伝達歯車群４０では、シャーシ２に支持軸４１が固定されており、支持軸４１に第１の伝達歯車４２と第２の伝達歯車４３が同軸でそれぞれが個別に回転できるように支持されている。第１の伝達歯車４２と第２の伝達歯車４３との間では、支持軸４１の外周にばね部材としてトーションばね４４が装着されている。トーションばね４４の一方のばね端部４４ａは第１の伝達歯車４２に掛止され、他方のばね端部４４ｂは第２の伝達歯車４３に掛止されている。

トーションばね４４の弾性力により、第１の伝達歯車４２と第２の伝達歯車４３は互いに反発する方向に付勢されており、第１の伝達歯車４２が時計方向αへ回転付勢され、第２の伝達歯車４３が反時計方向βへ回転付勢されている。

第１の伝達歯車４２は第１の駆動歯車２１に噛み合い、第２の伝達歯車４３は第２の駆動歯車２２に常に噛み合っている。

第１の伝達歯車４２と第２の伝達歯車４３のピッチ円の直径は互いに同じであり、第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２のピッチ円の直径も互いに同じである。

図１と図３に示すように、機器本体１０の本体ケース１１に第１のカム部１５と第２のカム部１６が形成されている。なお、第１のカム部１５と第２のカム部１６が、本体ケース１１に固定された別部材のカム板に形成されていてもよい。

第１のカム部１５は、水平方向であるＹ方向に直線的に延びる左直線溝１５ａと右直線溝１５ｂを有している。左直線溝１５ａと右直線溝１５ｂとの間に、上側円弧部１５ｃと下側円弧面１５ｄが上下に対向して形成されている。上側円弧部１５ｃは凹面が下向きであり、下側円弧部１５ｄは凹面が上向きである。第２のカム部１６は第１のカム部１５と同じ形状で同じ寸法で形成されており、第２のカム部１６も、左直線溝１６ａと右直線溝１６ｂおよび上側円弧部１６ｃと下側円弧部１６ｄを有している。

車載用電子機器１が組み立てられた状態では、第１の駆動歯車２１に設けられた移動体２３が第１のカム部１５に挿入され、第２の駆動歯車２２に設けられた移動体２４が第２のカム部１６に挿入されている。

次に、前記車載用電子機器１の動作について説明する。
図３には、機器本体１０がダッシュボード２の内部に格納された収納姿勢（ｉ）と、ダッシュボード２の上方へ突出する突出姿勢（ｉｉｉ）が破線で示されており、収納姿勢（ｉ）と突出姿勢（ｉｉｉ）との中間の移動途中姿勢（ｉｉ）が実線で示されている。

図２に示すように、伝達歯車群４０に設けられたトーションばね４４の弾性力は、第１の伝達歯車４２から第１の駆動歯車２１に伝達され、第２の伝達歯車４３から第２の駆動歯車２２に伝達されるため、第１の駆動歯車２１は反時計方向βへ付勢され、第２の駆動歯車２２は時計方向αへ付勢されている。よって、第１の駆動歯車２１に設けられた移動体２３と第２の駆動歯車２２に設けられた移動体２４から、機器本体１０に対して互いに逆向きの付勢力が作用している。

機器本体１０が収納姿勢（ｉ）で停止しているとき、第１のカム部１５と第２のカム部１６は図３に示す下降位置Ｄにある。第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２はトーションばね４４の弾性力で互いに反発する方向へ回動付勢されているため、第１の駆動歯車２１の反時計方向βへの付勢力によって、移動体２３が第１のカム部１５の下側円弧部１５ｄを下向きに押し、第２の駆動歯車２１の時計方向αへの付勢力によって、移動体２４が第２のカム部１６の上側円弧部１６ｃを上向きに押し、または左直線溝１６ａの内部を上向きに押している。

移動体２３と移動体２４とが機器本体１０を上下逆方向に押しているため、それぞれのカム部１５，１６と移動体２３，２４との間でのがたつきの発生が抑制されている。また、第１のカム部１５の下側円弧部１５ｄは、このときの移動体２３の回転軌跡に一致しているため、機器本体１０は収納姿勢（ｉ）で所定の高さ位置に位置決めされる。

また、それぞれの移動体２３，２４から機器本体１０に与えられる付勢力によって、収納姿勢（ｉ）にある機器本体１０に対して、反時計回りの回転モーメントＭ１が作用している。この回転モーメントＭ１によって、機器本体１０の軸受け部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂとガイド軸３，４との間のがたつきも抑制されている。

機器本体１０が収納姿勢（ｉ）のときに、モータ３１を始動すると、その回転力は、ウオーム３２からそれぞれの二段歯車３４，３６を介して、第２の伝達歯車４３に動力が減速して与えられ、第２の伝達歯車４３が反時計方向へ回転させられる。第２の伝達歯車４３の回転力は第２の駆動歯車２２に直接に伝達され、第２の駆動歯車２２が時計方向ＣＷへ回転駆動される。伝達歯車群４０では、第２の伝達歯車４３が駆動されると、トーションばね４４で連結されている第１の伝達歯車４２が追従して回転する。

機器本体１０が上昇している移動途中姿勢（ｉｉ）にあるとき、トーションばね４４の弾性力により、移動体２４から第２のカム部１６の左直線溝１６ａに上向きの付勢力Ｆ２が与えられ、移動体２３から第１のカム部１５の左直線溝１５ａに下向きの付勢力Ｆ２が与えられる。そのため、移動体２３，２４とカム部１５，１６とのがたつきが防止されている。

機器本体１０が移動途中姿勢（ｉｉ）のときにも、付勢力Ｆ１，Ｆ２から機器本体１０に反時計回りの回転モーメントＭ１が作用し続けているため、機器本体１０の軸受け部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂとガイド軸３，４との間のがたつきを抑制できる。

機器本体１０が突出姿勢（ｉｉｉ）まで移動してモータ３１が停止すると、上昇位置Ｕにある第２のカム部１６では、第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２の互いに反発する回転付勢力によって、移動体２４が第２のカム部１６の上側円弧部１６ｃを上向きに押圧し、移動体２３が、第１のカム部１５の下側円弧部１５ｄを下向きに押し、または移動体２３が左直線溝１５ａ内に位置して下向きに押圧する。

この反発付勢力によって、移動体２３，２４とカム部１５，１６とのがたつきを防止できる。

このときも、前記付勢力によって機器本体１０に対して反時計方向の回転モーメントＭ１が作用しているため、機器本体１０の軸受け部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，とガイド軸３，４とのがたつきを抑制できる。

突出姿勢（ｉｉｉ）の機器本体１０を下降させるには、モータ３１を上昇時とは逆方向に駆動し、第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２を反時計方向へ回転させる。機器本体１０は突出姿勢（ｉｉｉ）から移動途中姿勢（ｉｉ）を経て収納姿勢（ｉ）に戻るが、この間、第１のカム部１５と移動体２３との位置関係と、第２のカム部１６と移動体２４との位置関係は、図３と同じであり、この間、機器本体１０には常に反時計方向の回転モーメントＭ１が作用している。

ただし、機器本体１０が突出姿勢（ｉｉｉ）にあるときに、モータ３１を逆転させて下降させると、モータ３１の出力軸３１ａに上昇動作時とは逆向きのスラスト力が作用し、この力で出力軸３１ａが軸方向へ動き、これが動作切換えノイズとなる。

この動作切換えノイズの発生を防止するために、機器本体１０が突出姿勢（ｉｉｉ）にあるとき、モータ３１を上昇時と同じ方向に回転させ、第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２を時計方向ＣＷへ回転させて、機器本体１０を下降させることが好ましい。

突出姿勢（ｉｉｉ）から第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２が時計方向ＣＷへ回転すると、移動体２３は第１のカム部１５の右直線溝１５ｂに入り、移動体２４は第２のカム部１６の右直線溝１６ｂに入る。そして、第１の駆動歯車２１と第２の駆動歯車２２の回転力により機器本体１０が下降させられる。

このときは、トーションばね４４のばね力により、移動体２４から第２のカム部１６の右直線溝１６ｂに下向きの付勢力が作用し、移動体２３から第１のカム部１５の右直線溝１５ｂに上向きの付勢力が作用することになり、機器本体１０に時計回りの回転モーメントＭ２が作用する。この回転モーメントＭ２によっても、機器本体１０の軸受け部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，とガイド軸３，４とのがたつきを防止できる。

なお、本発明では、機器本体１０に一対の移動体２３，２４が設けられ、第１の駆動歯車２１に前記移動体２３を移動させる第１のカム部が形成され、第２の駆動歯車２２に前記移動体２４を移動させる第２のカム部が形成されていてもよい。

また、モータ２１の動力が、第２の伝達歯車４３ではなく、第１の伝達歯車４２に伝達されていてもよい。

１ 車載用電子機器
２ シャーシ
３，４ ガイド軸（ガイド部）
５ 表示パネル
１０ 機器本体
１１ 本体ケース
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ 軸受け部
１５ 第１のカム部
１５ａ 左直線溝
１５ｂ 右直線溝
１５ｃ 上側円弧部
１５ｄ 下側円弧部
１６ 第２のカム部
１６ａ 左直線溝
１６ｂ 右直線溝
１６ｃ 上側円弧部
１６ｄ 下側円弧部
２１ 第１の駆動歯車
２２ 第２の駆動歯車
２３，２４ 移動体
３０ 動力伝達部
３１ モータ
４２ 第１の伝達歯車
４３ 第２の伝達歯車
４４ トーションばね

Claims (2)

1. ガイド部と、前記ガイド部に沿って往復移動する機器本体とを有する車載用電子機器において、
   前記機器本体の移動方向と直交する水平方向に間隔を空けて配置された第１の駆動歯車および第２の駆動歯車と、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車に同じ方向への回転力を与える動力伝達部とを有し、
   前記機器本体に、前記水平方向に延びる第１のカム部および第２のカム部が設けられ、前記第１の駆動歯車に、前記第１のカム部を移動する移動体が、前記第２の駆動歯車に、前記第２のカム部を移動する移動体が、それぞれ設けられて、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車から、前記機器本体に移動力が与えられ、
   前記動力伝達部には、前記第１の駆動歯車と噛み合う第１の伝達歯車と、前記第２の駆動歯車と噛み合う第２の伝達歯車とが同軸に支持されて、前記第１の伝達歯車と前記第２の伝達歯車を互いに逆向きに付勢するばね部材が設けられて、前記ばね部材によって、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車に互いに逆回転方向の付勢力が作用し、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車から、前記機器本体に対して、回転モーメントが与えられており、
   前記第１の伝達歯車と前記第２の伝達歯車のいずれか一方にモータからの回転力が伝達されることを特徴とする車載用電子機器。
2. 前記機器本体が一方へ移動するときと他方へ移動するときとで、前記第１の駆動歯車と前記第２の駆動歯車が同じ方向へ回転駆動される請求項１記載の車載用電子機器。