JP6715665B2 - 回転機構および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばテレビジョン受像機、パソコンまたはモニター装置等の表示装置の装置本体の向きを動力で回転駆動する回転機構に関するものである。

従来の表示装置が備える電動回転機構では、固定台に回転自在のローラーが円周上に複数個配置され、回転台としての円板の外周下面が摺動体としての各ローラーに支持されて回転する構造である。駆動用のモーターおよび複数のギアで構成される減速機構は、円板の下部に配置されている。円板、モーターおよび減速機構は、表示装置本体を支えるスタンドの台部に内蔵されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２４３８７１号公報

特許文献１に記載の回転機構では、複数のローラーを配置することにより安定して回転台を支持しながら、回転台に乗せられた表示装置本体を回転させる。しかし、この構成では部品点数が多くなるため、組立に時間が掛かり、製造コストも高くなる。

また、特許文献１に記載の回転機構では、ローラーの配置径を小さくすることが困難なため、その上に乗る円板も大径にならざるを得ない。そのため、円板、モーターおよび減速機構をカバーで覆う必要があり、スタンドの台部は分厚く不透明な板状にならざるを得ず、デザイン上の制約を受けることになる。

そこで、本発明は、組立性および製造コストに優れるとともに、デザインの多様性に対応することができる回転機構および表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る回転機構は、装置本体を支持するスタンドに対して向きを変更可能に前記装置本体を保持する回転機構であって、前記スタンドの台部に配置される回転支軸と、前記台部の上面に配置され、かつ、前記回転支軸を中心として、前記台部との面摺動により回転可能な摺動部と、前記摺動部の外周部の一部に平面視にて扇状に形成されたギア部とを有する摺動ギアと、前記摺動ギアの前記ギア部に駆動力を伝達する減速機構と、前記減速機構を回転駆動するモーターとを備え、前記ギア部の下面は、前記摺動部の下面よりも上方に位置し前記台部の前記上面に接触しない。

本発明によれば、回転機構は、スタンドの台部に配置される回転支軸と、台部の上面に配置され、かつ、回転支軸を中心として、台部との面摺動により回転可能な摺動ギアと、摺動ギアに駆動力を伝達する減速機構と、減速機構を回転駆動するモーターとを備える。

従来の回転機構で使用されていた円板とローラーをなくし、回転台としての機能と、摺動体としての機能を１つの摺動ギアに集約することで、組立性および製造コストに優れた回転機構を実現することができる。

また、摺動体として複数個のローラーを使用せずに摺動ギアを使用することで、摺動面の径を小さくすれば、その分だけスタンドのサイズも小さくすることができるため、スタンドのデザインの幅を広げることができる。これにより、デザインの多様性に富んだスタンド、ひいては表示装置を実現することができる。

実施の形態に係る表示装置の分解斜視図である。 表示装置のスタンドの分解斜視図である。 回転機構の断面図である。 回転機構の平面図である。 図４のA-A線断面図である。 図４のB-B線断面図である。 回転機構の要部分解図である。 回転機構の斜視図である。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態に係る表示装置の分解斜視図である。説明を容易にするため、図中にＸＹＺ直交座標軸を示す。以下の説明において、表示装置の前方を＋Ｘ軸方向とし、後方を−Ｘ軸方向とする。画面を視認する人から視て右方向を＋Ｙ軸方向とし、左方向を−Ｙ軸方向とする。表示装置を設置した状態で上方向を＋Ｚ軸方向とし、下方向を−Ｚ軸方向とする。表示装置を背面側（−Ｘ方向）から視た際に、Ｘ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＸ方向とし、反時計回りを−ＲＸ方向とする。また、表示装置を正面左方向（−Ｙ軸方向）から視た際に、Ｙ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＹ方向とし、反時計回りを−ＲＹ方向とする。また、表示装置を下方向（−Ｚ軸方向）から視た際に、Ｚ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＺ方向とし、反時計回りを−ＲＺ方向とする。

図１に示すように、表示装置は、例えば電動回転式テレビであり、装置本体としてのテレビ本体１０１（表示装置本体）と、スタンド１０２と、本体接続部品４とを備えている。テレビ本体１０１は、パネルモジュール１と、ベゼル(前面意匠)２と、バックカバー(背面意匠)３とを備えている。パネルモジュール１は、表示デバイスとしての液晶パネルと、液晶パネルを背面から照明するバックライトとを収容する部材である。パネルモジュール１の背面は金属板金で覆われている。テレビ本体１０１は、電源基板および信号処理基板などの内蔵部品をさらに備えているが、ここではこれらの説明を省略する。

次に、スタンド１０２について説明する。スタンド１０２は、スタンドカバー５と、スタンドベース１１（台部）と、ベースフレーム１２と、回転機構６とを備え、テレビ本体１０１を支持する。回転機構６は、スタンドベース１１に配置され、テレビ本体１０１の向きを動力で回転駆動する。すなわち、回転機構６は、スタンド１０２（より具体的には、スタンドベース１１）に対して向きを変更可能にテレビ本体１０１を保持する。

スタンドカバー５は、回転機構６を覆うようにスタンドベース１１の上側に取り付けられ、回転機構６を保護する。また、スタンドカバー５は、スタンド１０２の意匠を構成している。スタンドベース１１は、略平板状に形成され、テレビ本体１０１を支持するとともに回転機構６を保持する。なお、スタンドベース１１の詳細については後述する。ベースフレーム１２は、前方が開放するコの字状に形成されている。また、ベースフレーム１２は、スタンドベース１１の後端部に接続され、テレビ本体１０１が転倒しないように広く安定してテレビ本体１０１を支持する。

スタンドベース１１およびベースフレーム１２は、図１に示すように別部材であってもよいし、それぞれの役割を併せ持った１つの部材であってもよい。また、スタンドベース１１およびベースフレーム１２は、例えば、左右の脚部と中央の回転機構保持部というように、３つ以上の部材で構成されていてもよい。さらに、スタンドベース１１およびベースフレーム１２の形状は、図１に示すような形状でなくてもよい。例えば、ベースフレーム１２をコの字状ではなくロの字状としたり、スタンドベース１１およびベースフレーム１２を合わせて１つの大きな平板状にするなどしたりしてもよい。

次に、回転機構６について説明する。図２は、表示装置のスタンド１０２の分解斜視図であり、図３は、回転機構６の側面視(＋Ｙ方向)における断面図である。図２と図３に示すように、回転機構６は、軸蓋２２（回転支軸）と、保護プレート２０（補強プレート）と、摺動ギア１９と、減速機構７と、モーター１４とを備えている。

摺動ギア１９は、摺動部１９ａとギア部１９ｂとを備えている。摺動部１９ａは円板状に形成されている。ギア部１９ｂは、平面視にて扇状に形成され、摺動部１９ａの外周部の一部に設けられている。摺動部１９ａとギア部１９ｂは一体的に構成されている。ギア部１９ｂは、摺動部１９ａよりも厚肉に形成されており、ギア部１９ｂの上面は摺動部１９ａの上面よりも高さ位置が高くなっている。

次に、減速機構７の構成例について説明する。図２と図３に示すように、減速機構７は、ウォームギア１５と、ギア１７，１８とを備えている。スタンドベース１１の上面の後側（−Ｘ方向）にモーター保持具１３が取り付けられ、スタンドベース１１の上面においてモーター保持具１３の直ぐ前側（＋Ｘ方向）に設けられた保持部１１ａにギア１８が配置されている。ギアシャフト１６はモーター保持具１３に取り付けられ、ギア１７はギア１７の軸穴にギアシャフト１６を挿通させた状態で配置されている。

摺動ギア１９、保護プレート２０およびネックスタンド２１をねじ固定により組み合わせて一体にした部材がスタンドベース１１の摺動面１１ｂ上に配置されている。すなわち、摺動ギア１９の摺動部１９ａは、摺動面１１ｂに接触させた状態で配置されている。これにより、ウォームギア１５とギア１７、ギア１７とギア１８、ギア１８の小径ギア１８ａと摺動ギア１９がそれぞれ噛み合った状態で配置されている。

ここで、摺動面１１ｂは、スタンドベース１１の上面の前側（＋Ｘ方向）に、スタンドベース１１の上面よりも高さ位置が高くなるように設けられている。摺動面１１ｂは平面視にて円状に形成され、摺動面１１ｂおよび摺動部１９ａの平面視輪郭は略同じ大きさである。さらに、摺動面１１ｂと摺動部１９ａの下面は平面状に形成されているため、摺動ギア１９は摺動面１１ｂとの面摺動により円滑に回転可能である。

以上説明した構成は一例であり、必要な条件に応じて、ギアの数またはピッチ等は自由に変更してもよい。また、摺動部１９ａとギア部１９ｂを必ずしも一体的に構成する必要はなく、別部材で構成してもよい。

軸蓋２２は、スタンドベース１１に配置された摺動ギア１９の上側（＋Ｚ方向）に配置され、摺動ギア１９の回転軸となる部材である。また、軸蓋２２は、摺動ギア１９が上方（＋Ｚ方向）に抜けてしまわないように蓋をする役割も併せ持つ。軸蓋２２は、軸部２２ａと蓋部２２ｂとを備えている。軸部２２ａは、摺動ギア１９の回転中心（より具体的には、摺動部１９ａの中央部の軸穴１９ｄ）に挿通された状態で配置されている。蓋部２２ｂは、摺動ギア１９（より具体的には、摺動部１９ａ）の上側（＋Ｚ方向）に配置されている。

軸蓋２２は、摺動ギア１９の軸穴１９ｄ、保護プレート２０の軸穴２０ｂ、およびネックスタンド２１の軸穴２１ａを通してスタンドベース１１にねじ２３で取り付けられることで、摺動ギア１９は±ＲＺ方向の回転以外を抑制された状態になる。なお、軸蓋２２は、必ずしも一体的に構成する必要はなく、例えばスタンドベース１１の絞り形状で軸部を形成し、蓋部だけを別部材で構成してもよい。

ギア保持具２４は、ギア１７およびギア１８を上方（＋Ｚ方向）から押さえながら、スタンドベース１１に取り付けられることで、上下方向（±Ｚ方向）両側からギア１７，１８の軸を押さえることができる。これにより、ギア保持具２４は、ギア１７，１８を安定して回転させる役割を果たしている。

スタンドベース１１は、テレビ本体１０１を支持するための所定の強度が要求されるため、金属製であることが望ましい。金属製部材同士の摺動では摩耗および異音が問題となるため、スタンドベース１１と接触しながら回転する摺動ギア１９は非金属製であることが望ましい。ここでは、摺動ギア１９は、耐摩耗性に優れた材料であるポリアセタール(ＰＯＭ)製とする。摺動ギア１９はテレビ本体１０１の重さを支えることになるため、落下時の衝撃等を考えると、強度上の不安がある。そこで、金属製の円板部材である保護プレート２０が、摺動ギア１９の補強のために取り付けられる。ネックスタンド２１は本体接続部品４までの繋ぎの役割を有し、所定の強度を必要とするため、ネックスタンド２１として例えば金属製の押出し材が用いられる。

軸蓋２２は、摺動ギア１９の±ＲＺ方向の回転以外の運動を抑制する必要があるため、軸のラジアル方向にもスラスト方向にも、摺動ギア１９との隙間を極小にする必要がある。このとき、テレビ本体１０１が力を受けると、テレビ本体１０１を載せた摺動ギア１９が軸蓋２２と接触し、互いに大きな負荷がかかることが予想される。そのため、軸蓋２２は金属製であることが望ましい。しかし、ＰＯＭ製の摺動ギア１９は金属製の場合と比較すると強度が低く、想定し得る最大の負荷で破損しないような設計が必要である。しかし、万が一破損することがあれば、上方（＋Ｚ方向）の変位に対する抑えが利かなくなり、テレビ本体１０１ごと転倒してしまう恐れがある。

このような事態に対処するために、金属製部材同士の接触によってテレビ本体１０１の転倒を抑制できる構造にする。ただし、金属製部材同士の摺動は摩耗および異音の要因となるため、接触の可能性がある可動部を互いに金属製とすることは避ける必要がある。これを実現するための構成について、図４〜図７を用いて説明する。図４は、回転機構６の平面図であり、図５は、図４のA-A線断面図である。図６は、図４のB-B線断面図であり、図７は、回転機構６の要部分解図である。

図４と図５に示すように、軸蓋２２の直下には金属製の保護プレート２０が配置されている。また、図７に示すように、保護プレート２０の内周部には、内周側に突出する４つのタブ部２０ａが９０°間隔でそれぞれ設けられている。そのため、保護プレート２０のタブ部２０ａが軸蓋２２の蓋部２２ｂの直下に位置する。

一方、図７に示すように、摺動ギア１９の摺動部１９ａの内周部には上側（＋Ｚ方向）に突出する４つの突起部１９ｃが９０°間隔でそれぞれ設けられている。４つの突起部１９ｃは、保護プレート２０の内周部におけるタブ部２０ａが形成されていない部分に位置するように配置されており、この部分から上側に突出している。すなわち、４つの突起部１９ｃは保護プレート２０よりも上側（＋Ｚ方向）に突出している。そのため、図６に示すように、摺動ギア１９の突起部１９ｃが軸蓋２２の蓋部２２ｂの直下に位置する。

このように、摺動ギア１９の突起部１９ｃと保護プレート２０のタブ部２０ａを互い違いに配置して、摺動ギア１９の突起部１９ｃの高さ位置を保護プレート２０のタブ部２０ａの高さ位置よりも高くすることで、軸蓋２２の蓋部２２ｂが保護プレート２０よりも先に摺動ギア１９に接触するようになる。そして、保護プレート２０の一部を軸蓋２２の下側(−Ｚ方向)に潜り込ませることができる。すなわち、通常使用時に接触し得る箇所は金属製の蓋部２２ｂとＰＯＭ製の摺動ギア１９であるが、万が一ＰＯＭ製の摺動ギア１９が破損した場合には金属製の軸蓋２２と金属製の保護プレート２０が接触することで、テレビ本体１０１ごと転倒することを抑制できる。これにより、想定外の事態における安全性を高めることができる。なお、保護プレート２０の主目的は摺動ギア１９の補強であるため、製造コストを維持したままこの構造を取り入れることができる。

次に、図８を用いて回転機構６の動作について説明する。図８は、回転機構６の斜視図である。視聴者がテレビ本体１０１（図１参照）を左方向（−Ｙ方向）へ向けたい場合には、例えばリモコン操作によってモーター１４が所定方向に回転駆動する。ウォームギア１５、ギア１７、およびギア１８の順に駆動力が伝達され、ギア１８の小径ギア１８ａと噛み合う摺動ギア１９が軸蓋２２を中心として図中の矢印方向（＋ＲＺ方向）に回転する。摺動ギア１９と一体となっているテレビ本体１０１が同じく矢印方向（＋ＲＺ方向）に回転し、視聴者から見て左方向（−Ｙ方向）にテレビ本体１０１が向きを変える。

一方、視聴者がテレビ本体１０１を右方向（＋Ｙ方向）へ向けたい場合は、リモコン操作によってモーター１４が先ほどとは逆方向に回転駆動する。ウォームギア１５、ギア１７、およびギア１８の順に駆動力が伝達され、ギア１８の小径ギア１８ａと噛み合う摺動ギア１９が軸蓋２２を中心として図中の矢印と逆方向（−ＲＺ方向）に回転する。摺動ギア１９と一体となっているテレビ本体１０１が同じく矢印と逆方向（−ＲＺ方向）に回転し、視聴者からみて右方向（＋Ｙ方向）にテレビ本体１０１が向きを変える。

以上のように、実施の形態に係る回転機構６は、スタンド１０２のスタンドベース１１に配置される軸蓋２２と、スタンドベース１１の上面に配置され、かつ、軸蓋２２を中心として、スタンドベース１１との面摺動により回転可能な摺動ギア１９と、摺動ギア１９に駆動力を伝達する減速機構７と、減速機構７を回転駆動するモーター１４とを備える。

従来の回転機構で使用されていた円板とローラーをなくし、回転台としての機能と、摺動体としての機能を１つの摺動ギア１９に集約することで、組立性および製造コストに優れた回転機構６を実現することができる。

また、摺動体として複数個のローラーを使用せずに摺動ギア１９を使用することで、摺動面の径を小さくすれば、その分だけスタンドのサイズも小さくすることができるため、デザインの幅を広げることができる。これにより、デザインの多様性に富んだスタンド１０２、ひいては表示装置を実現することができる。

また、従来の回転機構であれば、複数のローラーを取り付ける構造となるが、仮にローラーを１つ取り付け忘れた場合でも、一見しただけでは分からないため、不良状態のまま組み立てられる可能性がある。これに対して実施の形態に係る回転機構６は、１つの摺動ギア１９が回転台としての機能と、摺動体としての機能を果たすため、このような問題が発生する可能性は低くなる。

また、摺動は面接触によるため、検討段階での負荷計算が、従来のころ接触と比べると容易に行える。

軸蓋２２は、摺動ギア１９の回転中心に挿通された状態で配置される軸部２２ａと、摺動ギア１９の上側に配置される蓋部２２ｂとを備えるため、摺動ギア１９と一体的に固定されたテレビ本体１０１の目的以外の向き、例えば上下方向（±Ｚ方向）への変位および回転を抑制できる。軸部２２ａと蓋部２２ｂは一体的に構成されるため、軸蓋２２の強度を高めることができる。

回転機構６は、摺動ギア１９と蓋部２２ｂとの間に配置される保護プレート２０をさらに備えるため、摺動ギア１９を補強することで、テレビ本体１０１を介して加えられる力に対する摺動ギア１９の強度を十分に確保することができる。これにより、摺動ギア１９が破損することを抑制できる。

摺動ギア１９は、保護プレート２０よりも上側（＋Ｚ方向）に突出する突起部１９ｃを備えるため、万が一摺動ギア１９が破損した場合には軸蓋２２と保護プレート２０が接触することで、テレビ本体１０１ごと転倒することを抑制できる。これにより、想定外の事態における安全性を高めることができる。

さらに、表示装置は、回転機構６とテレビ本体１０１とを備えるため、以上説明した効果が得られることから、組立性および製造コストに優れるとともに、デザインの多様性に対応することができる表示装置を実現できる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

６ 回転機構、７ 減速機構、１１ スタンドベース、１４ モーター、１９ 摺動ギア、１９ｃ 突起部、２０ 保護プレート、２２ 軸蓋、２２ａ 軸部、２２ｂ 蓋部、１０１ テレビ本体、１０２ スタンド。

Claims (6)

1. 装置本体を支持するスタンドに対して向きを変更可能に前記装置本体を保持する回転機構であって、
   前記スタンドの台部に配置される回転支軸と、
   前記台部の上面に配置され、かつ、前記回転支軸を中心として、前記台部との面摺動により回転可能な摺動部と、前記摺動部の外周部の一部に平面視にて扇状に形成されたギア部とを有する摺動ギアと、
   前記摺動ギアの前記ギア部に駆動力を伝達する減速機構と、
   前記減速機構を回転駆動するモーターと、
   を備え、
   前記ギア部の下面は、前記摺動部の下面よりも上方に位置し前記台部の前記上面に接触しない、回転機構。
2. 前記回転支軸は、前記摺動ギアの回転中心に挿通された状態で配置される軸部と、前記摺動ギアの上側に配置される蓋部とを備える、請求項１記載の回転機構。
3. 前記軸部と前記蓋部は一体的に構成される、請求項２記載の回転機構。
4. 前記摺動ギアと前記蓋部との間に配置される補強プレートをさらに備える、請求項２または請求項３記載の回転機構。
5. 前記摺動ギアは、前記補強プレートよりも上側に突出する突起部を備える、請求項４記載の回転機構。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の回転機構と、
   前記装置本体としての表示装置本体と、
   を備える、表示装置。

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