JP6817148B2

JP6817148B2 - 車載用電子装置

Info

Publication number: JP6817148B2
Application number: JP2017109643A
Authority: JP
Inventors: 友貴大塚
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2017-06-02
Filing date: 2017-06-02
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-06-02
Also published as: EP3409527A1; EP3409527B1; JP2018202992A

Description

本発明は、ディスプレイなどの機器本体を往復移動させる車載用電子装置に関する。

特許文献１に車載用電子装置として、車載用のスクリーン調整装置に関する発明が記載されている。この装置は、筐体に一対のガイド軸が設けられ、スクリーン部材がガイド軸に摺動自在に支持されている。筐体には一対の回転ギヤが設けられ、回転ギヤで一対のリンク部材がそれぞれ回動させられて、スクリーン部材が下降位置から上昇位置の間で移動させられる。

特許文献１の図６に記載された例では、スクリーン部材に設けられたブラケットの内部に、ガイド軸を挟む一対のスラスト部材が設けられており、それぞれのスラスト部材がばね部材によってガイド軸に付勢されている。この構造によって、スクリーン部材とガイド軸とのがたつきが防止されている。

ＷＯ２０１３／１８９６１０Ａ２

しかし、特許文献１に記載の車載用のスクリーン調整装置では、スクリーン部材の複数箇所の軸受け部のそれぞれに、ガイド軸を挟む一対のスラスト部材と、このスラスト部材を付勢するばね部材を設ける必要があるため、部品数と組立工数が多くなり、コスト上昇の原因になる。

また、特許文献１の図６に示す構造では、スラスト部材をガイド軸に付勢するばね部材の長さが非常に短いため、スラスト部材をガイド軸に十分な力で弾圧させるためには、ばね部材のばね定数を大きくせざるを得ない。その結果、ばね部材の設定長のわずかな変化で付勢荷重が大きく変動することになり、付勢力が弱すぎたり、逆に過大になることがあり、複数箇所に設けられたスラスト部材をガイド軸に均一に弾圧させるのが困難となる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、移動部材とガイド部材との間に特別な付勢部材を設けることなく、移動部材とガイド軸との間に適切な負荷を与えることができる車載用電子装置を提供することを目的としている。

本発明は、固定部に設けられたガイド部と、前記ガイド部に往復移動自在に支持された移動部材と、前記移動部材に搭載された機器本体と、前記移動部材を前記ガイド部材に沿って往復移動させる駆動部と、を有する車載用電子装置において、
前記駆動部には、前記固定部との間に位置する回動軸を中心として回動自在に支持されて前記移動部材に往復移動力を与える駆動アームと、前記駆動アームを回動させる駆動源とが設けられており、
前記駆動アームが弾性部を有し、前記弾性部が前記回動軸の軸中心線の方向へ撓むことにより発揮される弾性力によって、前記移動部材が前記ガイド部に付勢されていることを特徴とする
ものである。

本発明の車載用電子装置は、前記ガイド部が一対設けられ、前記駆動アームも一対設けられて、それぞれの前記駆動アームに前記弾性部が向けられ、一対の前記駆動アームによって、前記移動部材がそれぞれの前記ガイド部に付勢されているものである。

本発明の車載用電子装置では、前記駆動アームの少なくとも一部が金属板で形成されて、前記金属板の少なくとも一部が前記弾性部であり、前記弾性部に撓みが与えられていることが好ましい。

本発明の車載用電子装置は、前記駆動アームが、前記固定部に回動自在に支持される基部と、前記移動部材に連結される先部と、前記基部と前記先部との間に位置する前記弾性部と、を有しており、前記基部の断面積が、前記弾性部の断面積よりも大きいことが好ましい。

本発明の車載用電子装置では、前記駆動アームは、前記弾性部を形成する金属板製のアーム部と、前記基部において前記アーム部と一体化された合成樹脂製の歯車部と、を有しているものである。

本発明の車載用電子装置は、前記先部がリンク部材を介して前記移動部材に連結され、または直接に連結されているものである。

本発明の車載用電子装置は、例えば、前記機器本体がディスプレイであり、前記移動部材の往復移動により、前記ディスプレイが、非表示姿勢と表示姿勢との間で移動させられる。

本発明の車載用電子装置は、移動部材に移動力を与える駆動アームによって、移動部材とガイド部との間に適度な摩擦力を与えることができるため、従来のように、移動部材を付勢するためのばね部材が不要であり、部品数を少なくでき、組立工数も削減でき、コストダウンを実現できる。

また、駆動アームの弾性部は自由長を長く確保できるので、ばね定数を適度に設定でき、駆動アームによって、移動部材とガイド部との間の複数の軸受け部にバランスのとれた負荷を与えることができ、移動部材を円滑に往復移動させることが可能になる。

本発明の実施形態の車載用電子装置を示す斜視図、図１に示す実施形態の車載用電子装置において、機器本体が上昇して表示姿勢となった状態を示す正面図、（Ａ）（Ｂ）は、図１に示す実施形態の車載用電子装置に設けられた一対の駆動アームをそれぞれ示す斜視図、（Ａ）は、第１駆動アームの平面図、（Ｂ）はその正面図、

図１は本発明の実施形態の車載用電子装置１において、機器本体であるディスプレイ１２が下降して収納姿勢になっている状態を示す斜視図、図２は、車載用電子装置１において、ディスプレイ１２が上方へ突出して表示姿勢になった状態を示す正面図である。

図１に示すように、車載用電子装置１は、固定フレーム３を有している。固定フレーム３の上部にカバー部材４が固定されている。図１に示す固定フレーム３の図示手前側に前方フレーム（図示省略）が固定されており、固定フレーム３と前方フレームおよびカバー部材４とで固定部２が構成されている。固定フレーム３と前方フレームおよびカバー部材４は、いずれも合成樹脂製である。あるいはカバー部材４のみが金属板製である。

車載用電子装置１は、自動車の車室内のインストルメントパネルやセンターコンソールなどに設置される。固定フレーム３と前方フレームは、インストルメントパネルやセンターコンソールの内部に固定され、カバー部材４はインストルメントパネルやセンターコンソールの上面付近に固定される。図１では、移動部材１０と機器本体であるディスプレイ１２がＺ１方向へ下降した収納姿勢であり、ディスプレイ１２はインストルメントパネルやセンターコンソールの筐体の内部に隠されている。図２は移動部材１０とディスプレイ１２が上昇した表示姿勢（または使用姿勢）であり、ディスプレイ１２は、インストルメントパネルやセンターコンソールの上面から上方（Ｚ２方向）へ突出している。

固定フレーム３に、第１ガイド部５と第２ガイド部６が固定されている。第１ガイド部５と第２ガイド部６は、金属製で断面が円形のガイド軸である。第１ガイド部５と第２ガイド部６は、互いに平行で上下方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に直線上に延びており、それぞれ上端部と下端部が固定フレーム３に固定されている。

車載用電子装置１には移動部材（昇降部材）１０が設けられている。移動部材１０は、合成樹脂製であり、図示右側（Ｙ１側）に第１軸受け部１１ａと第２軸受け部１１ｂが上下に間隔を空けて形成されており、図示左側（Ｙ２側）に第３軸受け部１１ｃが形成されている。それぞれの軸受け部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに摺動型のスラスト軸受が保持されており、第１軸受け部１１ａと第２軸受け部１１ｂに保持されたスラスト軸受が第１ガイド部５に摺動自在に装着され、第３軸受け部１１ｃに保持されたスラスト軸受が第２ガイド部６に摺動自在に装着されている。

移動部材１０に機器本体としてディスプレイ１２が搭載されている。ディスプレイ１２はカラー液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンスパネルであり、表示画面１３を有している。図２に示すように、移動部材１０とともに機器本体であるディスプレイ１２が上昇して表示姿勢になると、表示画面１３がインストルメントパネルやセンターコンソールの上面よりも上方へ突出し、車室内で表示画面１３を目視可能となる。

図１に示すように、車載用電子装置１に駆動部２０が設けられている。駆動部２０は、Ｙ２側に位置する第１駆動アーム２１とＹ１側に位置する第２駆動アーム２６、およびそれぞれの駆動アーム２１，２６の上方（Ｚ２方向）に位置する駆動源３０を有している。前述のように、固定フレーム３の図示手前側に前方フレーム（図示せず）が設けられているが、前記第１駆動アーム２１と第２駆動アーム２６および駆動源３０は、前方フレームに支持されている。

図３（Ａ）および図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１駆動アーム２１は、アーム部２２と歯車部２３および連結部２４とを有している。アーム部２２は金属板で形成されており、実施形態ではステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）で形成されている。歯車部２３と連結部２４は合成樹脂製であり、歯車部２３および連結部２４と、アーム部２２とは、いわゆるインサート成型法で一体化されている。

第１駆動アーム２１は、基部２１ａと先部２１ｂと弾性部２１ｃとに大別される。弾性部２１ｃは金属板製のアーム部２２で形成されており、その全長にわたって幅寸法が一定である。ただし、弾性部２１ｃは先部に向かって幅寸法が徐々に小さくなる形状であってもよい。基部２１ａは、アーム部２２の基部側部２２ａと歯車部２３とで構成されている。アーム部２２は、基部側部２２ａの幅寸法が弾性部２１ｃでのアーム部２２の幅寸法よりも大きくなっている。すなわち、基部側部２２ａでは、幅寸法が歯車部２３に向かうにしたがって徐々に広くなっている。

歯車部２３には、扇歯車部２３ａと軸受け穴２３ｂが形成されている。扇歯車部２３ａのピッチ円は、軸受け穴２３ｂに中心を有する円弧軌跡と一致している。また、歯車部２３にはばねフック部２３ｃが一体に形成されている。先部２１ｂに設けられた連結部２４には連結穴２４ａが一体に形成されている。

図３（Ｂ）に示すように、第２駆動アーム２６も、ステンレス鋼板（ＳＵＳ３０４）で形成されたアーム部２７と、合成樹脂製の歯車部２８および連結部２９とが、いわゆるインサート成形法により一体化されている。第２駆動アーム２６は、基部２６ａと先部２６ｂおよび弾性部２６ｃに大別される。弾性部２６ｃでは、アーム部２７の幅寸法が一定である。基部２６ａは、アーム部２７の基部側部２７ａと歯車部２８とで構成されており、基部側部２７ａの幅寸法は、弾性部２６ｃでのアーム部２７の幅寸法よりも大きくなっている。歯車部２８は、扇歯車部２８ａと軸受け穴２８ｂおよびばねフック部２８ｃを有している。先部２６ｂに一体化された合成樹脂製の連結部２９に連結穴２９ａが形成されている。

図１と図２に示すように、固定フレーム３の手前側に設けられている前方フレーム（図示省略）に、回動軸１５，１６が固定されている。第１駆動アーム２１の歯車部２３に形成された軸受け穴２３ｂは回動軸１５に回動自在に支持されており、第２駆動アーム２６の歯車部２８に形成された軸受け穴２８ｂは回動軸１６に回動自在に支持されている。このとき、第１駆動アーム２１の基部２１ａに設けられた扇歯車部２３ａと第２駆動アーム２６の基部２６ａに設けられた扇歯車部２８ａは、互いに噛み合った状態である。

図１と図２に示すように、第１駆動アーム２１の先部２１ｂに設けられた連結部２４は、リンク部材１７を介して、移動部材１０のＹ１側の端部に連結されている。リンク部材１７の一端に設けられた連結軸１７ａが、第１駆動アーム２１の連結部２４に形成された連結穴２４ａに回動自在に挿入されている。またリンク部材１７の他端と移動部材１０のＹ１側の端部は、支持連結軸１７ｂを介して回動自在に連結されている。

同様に、第２駆動アーム２６の先部２６ｂに設けられた連結部２９は、リンク部材１８を介して、移動部材１０のＹ２側の端部に連結されている。リンク部材１８の一端に設けられた連結軸１８ａは、第２駆動アーム２６の連結部２９に形成された連結穴２９ａに回動自在に挿入されている。またリンク部材１８の他端と移動部材１０のＹ２側の端部は、支持連結軸１８ｂを介して回動自在に連結されている。

なお、本発明は、必ずしもリンク部材１７，２８を設ける必要はない。例えば、第１駆動アーム２１の連結部２４に長穴が形成され、移動部材１０に設けられた支持連結軸１７ｂが長穴に挿入されて、第１駆動アーム２１と移動部材１０とが直接に連結されていてもよい。同様にして、第２駆動アーム２６の先部２６ｂの連結部２９に長穴が形成され、支持連結軸１８ｂが長穴に挿入されて、第２駆動アーム２６が移動部材１０に直接に連結されていてもよい。

図１に示すように、駆動源３０は駆動ブラケット３１を有している。駆動ブラケット３１は、図示省略している前方フレームに固定されている。駆動ブラケット３１に駆動モータ３２と、減速歯車３３と駆動歯車３４とが支持されている。駆動モータ３２の出力軸にウオーム歯車３５が固定されており、駆動モータ３２の回転出力が、ウオーム歯車３５と減速歯車３３で減速されて駆動歯車３４が駆動される。駆動歯車３４には、ピッチ円がこの駆動歯車３４よりも小さいピニオン歯車が一体に形成されており、このピニオン歯車が第１駆動アーム２１の扇歯車部２３ａと噛み合っている。

図２に示すように、図示省略している前方フレームと、第１駆動アーム２１のばねフック部２３ｃとの間に引っ張りコイルばね１９ａが掛けられ、前方フレームと、第２駆動アーム２６のばねフック部２８ｃとの間に引っ張りコイルばね１９ｂが掛けられている。これら引っ張りコイルばね１９ａ，１９ｂの付勢力によって、扇歯車部２３ａと扇歯車部２８ａとの噛み合いバックラッシュ、および扇歯車部２３ａとピニオン歯車とのバックラッシュの発生が抑制されている。

図１に示すように、図示しない前方フレームに、収納姿勢検知スイッチＳＷ１と、表示姿勢検知スイッチＳＷ２が、上下に間隔を空けて設けられている。移動部材１０には、検知突起１１ｄが一体に形成されており、この検知突起１１ｄによって、収納姿勢検知スイッチＳＷ１と表示姿勢検知スイッチＳＷ２とが動作させられる。

第１駆動アーム２１は、歯車部２３の軸受け穴２３ｂが、前方フレームに固定された回動軸１５に支持され、先部２１ｂの連結部２４がリンク部材１７を介して移動部材１０のＹ１側の端部に連結されている。このとき、第１駆動アーム２１では、歯車部２３に対して連結部２４が図４（Ａ）に示すα方向に変位した状態で取り付けられている。この変位αにより、ステンレス鋼板で形成されたアーム部２２が板厚方向に撓み、その弾性反力より、連結部２４から移動部材１０のＹ１側の端部に対して、図２の紙面奥側に向く付勢力Ｆ１が与えられている。なお、この変位αおよびアーム部２２の撓み方向は、第１駆動アーム２１の回動軸１５の軸中心線に平行であって、第１ガイド部５の延びる方向と垂直な方向である。そのため、付勢力Ｆ１は第１駆動アーム２１の回動角度が変化しても、常に一定となっている。

第１駆動アーム２１のアーム部２２は、幅寸法が小さく断面積の小さい弾性部２１ｃに主に撓みが発生し、この撓みにより移動部材１０に付勢力Ｆ１が与えられる。アーム部２２の基部側部２２ａにも撓みが発生するが、基部側部２２ａは、撓み部２１ｃよりも幅寸法が大きく、断面積が大きいため、基部側部２２ａでの撓みは、弾性部２１ｃの撓みよりも小さい。しかも、基部側部２２ａは歯車部２３に向かって幅寸法が徐々に大きくなっているため、アーム部２２に発生する撓みおよび応力が歯車部２３に伝達しにくくなり、扇歯車部２３ａの変形などを抑制することができる。

第２駆動アーム２６も、歯車部２８の軸受け穴２８ｂが、前方フレームに固定された回動軸１６に支持され、先部２６ｂの連結部２９がリンク部材１８を介して移動部材１０のＹ２側の端部に連結されている。第２駆動アーム２６が取り付けられた状態で、歯車部２８に対して連結部２９が図３（Ｂ）に示すβ方向に変位する。この変位βにより、ステンレス鋼板で形成されたアーム部２７が板厚方向に撓み、その弾性反力より、連結部２９から移動部材１０のＹ２側の端部に対して、図２の紙面奥側に向く付勢力Ｆ２が与えられる。

図３（Ｂ）に示すように、第２駆動アーム２６のアーム部２７は、幅寸法が小さく断面積の小さい弾性部２６ｃに主に撓みが発生して、移動部材１０に付勢力Ｆ２が与えられる。アーム部２７の基部側部２７ａは幅寸法が大きく、断面積が大きいため、この部分の撓みは弾性部２６ｃよりも小さい。そのため、弾性部２６ｃに発生する撓みおよび応力が歯車部２８に伝達しにくくなり、扇歯車部２８ａの変形などを抑制することができる。

次に、車載用電子装置１の動作を説明する。
図１は機器本体であるディスプレイ１２が下降した収納姿勢である。このとき、移動部材１０のＹ１側の端部に設けられた検知突起１１ｄによって収納姿勢検知スイッチＳＷ１が動作させられ、その検知信号に基づいて駆動モータ３２が停止させられている。

ディスプレイ１２を表示姿勢に設定する操作信号が図示しない制御部に与えられると、モータドライバに駆動指令が出され、駆動モータ３２が始動する。その出力はウオーム歯車３５と減速歯車３３で減速され、駆動歯車３４と一体のピニオン歯車から第１駆動アーム２１の扇歯車部２３ａに伝達される。第１駆動アーム２１は図１の姿勢から反時計方向に回動し、扇歯車部２３ａと扇歯車部２８ａとの噛み合いにより、第２駆動アーム２６が時計方向へ回動する。第１駆動アーム２１の回動力はリンク部材１７を介して移動部材１０に伝達され、第２駆動アーム２６の回動力はリンク部材１８を介して移動部材１０に伝達され、移動部材１０は、図２に示すように、表示姿勢まで持ち上げられる。移動部材１０に設けられた検知突起１１ｄによって表示姿勢検知スイッチＳＷ２が動作させられると、制御部からモータドライバに停止指令が与えられる。

移動部材１０が図２に示す上昇位置で停止すると、ディスプレイ１２がカバー部材４よりも上方へ突出し、表示画面１３が露出する表示姿勢となる。

移動部材１０が、第１ガイド部５と第２ガイド部６に案内されて昇降する際に、第１駆動アーム２１のアーム部２２の主に弾性部２１ｃの撓みにより、移動部材１０のＹ１側の端部を第１ガイド部５に押し付けるための付勢力Ｆ１が与えられる。同様に、第２駆動アーム２６のアーム部２７の主に弾性部２６ｃの撓みにより、移動部材１０のＹ２側の端部を第２ガイド部６に押し付けるための付勢力Ｆ２が与えられる。

そのため、移動部材１０の第１軸受け部１１ａと第２軸受け部１１ｂが第１ガイド部５に安定して当接して摺動し、第３軸受け部１１ｃが第２ガイド部６に安定して当接して摺動する。その結果、移動部材１０が昇降する際のスティックスリップの発生を防止でき、移動部材１０を円滑に昇降させることができる。また、移動部材１０に設けられた軸受け部１１ａ，１１ｂ，１１ｃとガイド部５，６とのクリアランスによるがたつきも抑制することができる。

この車載用電子装置１は、移動部材１０とガイド部５，６とのがたつきを規制する目的だけのためのばね部材を設けていないため、部品点数を少なくでき、組立工数も削減でき、製造コストを抑制することができる。

また、第１駆動アーム２１のアーム部２２の弾性部２１ｃと、第２駆動アーム２６のアーム部２６の弾性部２６ｃを長く形成できるため、アーム部２２，２６のばね定数を比較的小さくしても、前記付勢力Ｆ１，Ｆ２を十分な大きさに設定することができる。その結果、前記付勢力Ｆ１と付勢力Ｆ２のバランスを設定しやすく、また付勢力Ｆ１付勢力Ｆ２の変動も生じにくい。

なお、前記実施形態では、移動部材１０に支持された機器本体がディスプレイであるが、機器本体がディスプレイ１２以外のものであって、例えばディスクトレイやそのための記録媒体装着部や、グラスなどが設置されるトレイなどであってもよい。

１車載用電子装置
２固定部
５第１ガイド部
６第２ガイド部
１０移動部材
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ軸受け部
１２ディスプレイ（機器本体）
１５，１６回動軸
１７，１８リンク部材
２０駆動部
２１第１駆動アーム
２１ａ基部
２１ｂ先部
２１ｃ弾性部
２２アーム部
２３歯車部
２４連結部
２６第２駆動アーム
２６ａ基部
２６ｂ先部
２６ｃ弾性部
２７アーム部
２８歯車部
３０駆動源
３２駆動モータ
Ｆ１，Ｆ２付勢力

Claims

固定部に設けられたガイド部と、前記ガイド部に往復移動自在に支持された移動部材と、前記移動部材に搭載された機器本体と、前記移動部材を前記ガイド部材に沿って往復移動させる駆動部と、を有する車載用電子装置において、
前記駆動部には、前記固定部との間に位置する回動軸を中心として回動自在に支持されて前記移動部材に往復移動力を与える駆動アームと、前記駆動アームを回動させる駆動源とが設けられており、
前記駆動アームが弾性部を有し、前記弾性部が前記回動軸の軸中心線の方向へ撓むことにより発揮される弾性力によって、前記移動部材が前記ガイド部に付勢されていることを特徴とする車載用電子装置。
前記ガイド部が一対設けられ、前記駆動アームも一対設けられて、それぞれの前記駆動アームに前記弾性部が向けられ、一対の前記駆動アームによって、前記移動部材がそれぞれの前記ガイド部に付勢されている請求項１記載の車載用電子装置。
前記駆動アームは少なくとも一部が金属板で形成されて、前記金属板の少なくとも一部が前記弾性部であり、前記弾性部に撓みが与えられている請求項１または２記載の車載用電子装置。
前記駆動アームは、前記固定部に回動自在に支持される基部と、前記移動部材に連結される先部と、前記基部と前記先部との間に位置する前記弾性部と、を有しており、前記基部の断面積が、前記弾性部の断面積よりも大きい請求項１ないし３のいずれかに記載の車載用電子装置。
前記駆動アームは、前記弾性部を形成する金属板製のアーム部と、前記基部において前記アーム部と一体化された合成樹脂製の歯車部と、を有している請求項４記載の車載用電子装置。
前記先部はリンク部材を介して前記移動部材に連結され、または直接に連結されている請求項４または５記載の車載用電子装置。
前記機器本体はディスプレイであり、前記移動部材の往復移動により、前記ディスプレイが、非表示姿勢と表示姿勢との間で移動させられる請求項１ないし６のいずれかに記載の車載用電子装置。