JP6987461B2 - 車載用装置 - Google Patents

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Description

本発明は、機器本体に衝撃力が作用したときに、支持部材に対して機器本体が動けるようにして衝撃力を吸収することができる車載用装置に関する。
特許文献1に、車両における機器ボックスの支持構造の発明が記載されている。
この支持構造は、機器ボックスの側面に、取り付け孔を有するブラケットが一体に突出しており、取り付け孔に挿入されたボルトが支持部材に締結されて、機器ボックスが支持部材に固定されている。ブラケットには、機器ボックスと取り付け孔の間に薄肉部が形成されており、機器ボックスに一定以上の荷重が作用したときに、ブラケットが薄肉部で破断できるようになっている。
特許文献2に衝撃吸収構造の発明が記載されている。
この衝撃吸収構造は、対向するシャーシの間に内機部品が配置され、シャーシにねじ挿通孔が形成され、内機部品にねじ孔が形成され、ねじ挿通孔に挿入されたねじがねじ孔に螺着されて、対向するシャーシの間に内機部品が固定されている。シャーシには、ねじ挿通孔に隣接する予備孔と、ねじ挿通孔と予備孔との間の内幅を狭める溝が形成されている。内機部品またはシャーシにねじの締結力を超える衝撃が作用したときに、ねじが溝を変形させて予備孔に移動することで、衝撃を吸収きるようにしている。
特開2013−198330号公報 特開2002−50880号公報
特許文献1に記載された支持構造は、ブラケットに薄肉部を加工することが必要であるため、ブラケットの加工コストが高くなる。また、一定以上の荷重が作用し、薄肉部でブラケットが破断すると、機器ボックスが支持部材から離れて車室内に落下するため、安全性の点で好ましくない。
特許文献2に記載された衝撃吸収構造は、衝撃が加わったときに、ねじがブラケットに対して摺動して予備孔に移動する構造であるため、ねじの締結力が強すぎると、過大な衝撃が作用しない限り内機部品が動けなくなり、逆に、ねじの締結力が弱すぎると、想定よりも弱い力の作用で内機部品が動いてしまう。すなわち、吸収しようとする衝撃力を大きさを適正に設定することが困難である。
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、機器本体に作用する衝撃力を吸収することができ、吸収すべき衝撃力を設計上で最適に設定することが可能な車載用装置を提供することを目的としている。
本発明は、車載用の機器本体の一部である衝撃吸収部と、前記衝撃吸収部が固定される支持部材と、を有する車載用装置において、
対向固定部材と、前記支持部材と前記対向固定部材とを固定する締結部材、および前記衝撃吸収部に形成されて前記締結部材が挿入される開口部が設けられ、
前記支持部材と前記対向固定部材との間に前記衝撃吸収部を挟んだ状態で、前記締結部材で前記支持部材と前記対向固定部材とが固定され、前記開口部と前記締結部材との間に衝撃作用方向に向く移動隙間が形成されており、
前記対向固定部材と前記衝撃吸収部の一方に凸部が他方に凹部が設けられ、あるいは、前記支持部材と前記衝撃吸収部の一方に凸部が他方に凹部が設けられ、
前記凸部と前記凹部とが嵌合して前記衝撃吸収部と前記支持部材とが衝撃作用方向へ位置決めされており、
衝撃作用方向への剪断力が前記凸部に作用したときに、前記凸部が分離可能とされていることを特徴とする
ものである。
本発明の車載用装置は、前記凸部が前記対向固定部材に形成されており、
剪断力に対する単位断面積当たりの破断強度は、前記対向固定部材が、前記衝撃吸収部および前記支持部材よりも低いものとして構成できる。
本発明の車載用装置では、前記凸部は、衝撃作用方向の幅寸法が、衝撃作用方向と直交する方向の長さ寸法よりも小さく、前記凸部が、前記幅寸法に向く剪断力で分離可能とされているものとすることができる。
また本発明の車載用装置は、前記開口部と前記締結部材との間に、前記締結部材の軸方向と直交する平面内の全方向に向く前記移動隙間が形成されており、
前記凸部が、前記平面内のどの方向からの剪断力によっても分離可能とされているものとして構成することができる。
本発明の車載用装置は、対向固定部材と支持部材とが衝撃吸収部を挟んだ状態で締結部材によって互いに固定されており、対向固定部材または支持部材と、衝撃吸収部とが凹凸嵌合で位置決めされている。そのため、支持部材に対して機器本体を高精度に位置決めでき、所定の衝撃力が作用するまでは、機器本体が、がたついたり動くことがない。
また、機器本体に所定以上の大きさの衝撃力が作用すると、凸部が剪断力で分離して、機器本体が動き、衝撃を吸収することができる。よって、凸部を構成する材料と凸部の断面積を適正に設定することにより、凸部を分離させて吸収すべき衝撃力、すなわち耐衝撃力を設計上で設定しやすくなる。
本発明の実施形態の車載用装置を前方から示す斜視図、 本発明の実施形態の車載用装置を後方から示す斜視図、 本発明の実施形態の車載用装置を後方から示す主要部材の分解斜視図、 図2に示すIV−IV線で切断した拡大断面図であり、(A)は衝撃作用前を示し、(B)は衝撃作用後を示す、 本発明の実施形態の車載用装置の変形例を示す、後方から見た背面図、 本発明の実施形態の車載用装置の変形例を示す図4と同じ部分の拡大断面図、 本発明の実施形態の車載用装置の変形例を示す図4と同じ部分の拡大断面図、 本発明の実施形態の車載用装置の変形例を示す図4と同じ部分の拡大断面図、
図1と図2に本発明の実施形態の車載用装置1が示されている。車載用装置1は車載用表示装置である。
車載用装置1は機器本体1aを有している。機器本体1aは、シャーシ2を有しており、シャーシ2内に表示セル3が設けられている。表示セル3は、カラー液晶表示セルやエレクトロルミネッセンス表示セルである。表示セル3の表示画面3aは、シャーシ2の車室内に向く開口部2aに現れている。図2に示すように、シャーシ2の表示画面3aと逆向きの背面2bの下方部分が衝撃吸収部10となっており、この衝撃吸収部10が支持部材20に固定されている。支持部材20は支持ブラケットであり、金属板で形成されている。支持部材20は、車室内の前方のダッシュボードまたはインストルメントパネルの内部または表面に固定されており、表示画面3aは、車室内に向けられている。または、支持部材20が、ダッシュボードまたはインストルメントパネルから昇降動作し、あるいは前後動作する可動機構の可動テーブルに搭載されていてもよい。
図3に衝撃吸収部10の構造が示されている。衝撃吸収部10は、機器本体1aを構成するシャーシ2の背面2bの一部である。ただし、衝撃吸収部10が、機器本体1aと別体に構成されて、シャーシ2などにねじ止めなどの手段で固定されていてもよい。図1と図2に示す実施形態の車載用装置1は、衝撃作用方向Yが図示下向きに想定されており、衝撃吸収部10と支持部材20との間で、衝撃作用方向Yに所定値よりも大きな衝撃力Fが作用したときに、その衝撃力Fを吸収でき緩和できるように構成されている。なお、想定される衝撃作用方向Yは図示下方向に限られず、車室内での車載用装置1の配置位置や車載用装置1の種類などによって各方向に決められる。衝撃吸収部10と支持部材20との相対位置および向きは、想定される衝撃作用方向Yに応じて設定される。
図3に示すように、衝撃吸収部10に開口部11が形成されている。開口部11は衝撃作用方向Yに長手方向が向けられた長穴である。衝撃吸収部10のシャーシ2の内方に向けられる内面10aに、一対の凹部12が形成されている。図4(A)に示すように、凹部12は内面10aから所定の深さに形成されている。一対の凹部12は、開口部11の上方と下方に位置し、衝撃作用方向Yに向けて間隔を空けて形成されている。それぞれの凹部12は、衝撃作用方向Yの幅寸法W1が小さく、衝撃作用方向Yと直交するX方向に向く幅寸法W2が、前記幅寸法W1よりも十分に大きく形成されている。
図3に示すように、シャーシ2の内部には、衝撃吸収部10の内面10aに当接し、衝撃吸収部10を挟んで支持部材20に対向する対向固定部材15が設けられている。対向固定部材15には、一対の雌ねじ穴16が形成されている。雌ねじ穴16は衝撃作用方向Yに向けて間隔を空けて形成されている。対向固定部材15は、衝撃吸収部10に対向する対向面15aから一対の凸部17が一体に突出して形成されている。上側の凸部17は、上方に位置する雌ねじ穴16よりも上の位置に形成され、下側の凸部17は、下方に位置する雌ねじ穴16よりも下の位置に形成されて、一対の凸部17は、衝撃作用方向Yに間隔を空けて配置されている。
それぞれの凸部17は、衝撃作用方向Yの厚さ寸法Tが小さく、衝撃作用方向Yと直交するX方向での長さ寸法Lが、厚さ寸法Tよりも十分に大きい。凸部17の厚さ寸法Tと長さ寸法Lは、凹部12の幅寸法W1および幅寸法W2とほぼ一致している。図4(A)に示すように、それぞれの凸部17が凹部12に嵌められて凹凸嵌合状態になると、対向固定部材15と衝撃吸収部10は衝撃作用方向Yおよび衝撃作用方向Yと直交するX方向へ、相対的に動くことなく位置決めされる。
対向固定部材15は例えばアルミニウム合金や亜鉛合金などの合金で形成され、衝撃吸収部10および支持部材20は鉄または各種合金で形成される。対向固定部材15と衝撃吸収部10および支持部材20のそれぞれに凸部17と同じ大きさの凸部を一体に形成したときの、その凸部の厚さ寸法T方向の剪断力に対する破壊強度は、対向固定部材15に形成したときが、衝撃吸収部10および支持部材20のそれぞれに形成したときよりも、弱くなるように各部材の形成材料を選択することが好ましい。すなわち、剪断力に対する単位断面積当たりの破断強度は、対向固定部材15が、衝撃吸収部10および支持部材20よりも低いことが好ましい。
図3に示すように、支持部材20には、衝撃作用方向Yに間隔を空けて一対の固定穴21が形成されている。それぞれの固定穴21に、締結部材22が挿入される。締結部材22は固定ねじまたは固定ボルトである。図4では、締結部材22の頭部と支持部材20との間に座金23が介在しているが、図3では座金23の図示が省略されている。なお、締結部材22は、固定ボルトとナットとで構成されていてもよいし、締結部材22が、対向固定部材15に圧入される圧入ピンやロックピンなどであってもよい。
図4(A)に、衝撃吸収部10と支持部材20および対向固定部材15が組み立てられた断面構造が示されている。衝撃吸収部10の内面10aに対向固定部材15が設置され、それぞれの凸部17が凹部12に嵌合されている。シャーシ2の背面2bを支持部材20に突き当てた状態で、締結部材22が固定穴21に挿入され、衝撃吸収部10の開口部11を貫通して、締結部材22の雄ねじ部22aが、対向固定部材15の雌ねじ穴16に螺着されている。凸部17と凹部12との凹凸嵌合により、対向固定部材15が、衝撃吸収部10に対して、衝撃作用方向Yおよびそれと直交するX方向へ位置決めされて固定されている。また、対向固定部材15と支持部材20とが締結部材22を介して互いに固定されているため、機器本体1aの一部である衝撃吸収部10と支持部材20も衝撃作用方向YおよびX方向へ位置決めされて固定されている。衝撃吸収部10と支持部材20および対向固定部材15が組み立てられた状態で、開口部11と締結部材22との間に、衝撃作用方向Yに向けて移動隙間δが形成されている。
図4(A)に示すように組み立てられた車載用装置1に衝撃作用方向Yの力が与えられると、凸部17の基部にY方向への剪断力が作用する。衝撃作用方向Yへの衝撃力Fの大きさが所定値を超えると、対向固定部材15と凸部17との境界部が剪断破壊し、図4(B)に示すように、衝撃吸収部10を有する機器本体1aが前記移動隙間δだけY方向へ移動する。この移動により、衝撃力が吸収され衝撃力が緩和され、車室内における安全性が確保される。
車載用装置1では、凸部17と凹部12との凹凸嵌合により、シャーシ2と支持部材20とが位置決めされて固定されるため、シャーシ2に所定の衝撃力Fが作用するまでの間、支持部材20に対する機器本体1aのがたつきを確実に防止できるようになる。また、図4(B)に示すようにシャーシ2が支持部材20に対して衝撃作用方向Yに移動して衝撃力を吸収する動作を行うときのその衝撃力Fは、主に対向固定部材15の材質と凸部17の寸法(断面積)とで決まる。そのため、図4(B)に示すような衝撃吸収動作が行われるときの衝撃力Fの大きさ、すなわち耐衝撃荷重を設計上で適正に設定しやすくなる。
図5は本発明の変形例を示すものであり、車載用装置1を後方からみた背面図である。図5では、図1ないし図4に示した実施形態と同じ機能を有する構成部材に同じ符号を付している。図5では、締結部材22の断面が示されており、支持部材20の図示は省略されている。
図5に示す変形例では、衝撃吸収部10に形成された開口部11と締結部材22との間に、締結部材22の軸方向と直交する平面(X−Y平面)の全方向へ向けて移動隙間δが設定されている。対向固定部材15に形成された凸部17と、衝撃吸収部10に形成された凹部12は共に真円形であり、X−Y平面に沿う向きの剪断力に対する凸部17の断強度は、X−Y平面の各方向において同じである。図5に示す変形例では、シャーシ2に対して所定値以上の大きさの衝撃力FがX−Y平面のどの方向へ作用したときでも、凸部17を剪断破断により分離させて、衝撃力吸収効果を得ることが可能である。なお、凸部17と凹部12の断面形状は正方形であってもX−Y平面の全方向への衝撃力吸収機能を発揮させることが可能である。
図6ないし図8には、さらに変形例となる車載用装置1の主要部が示されている。
図6に示す車載用装置1では、衝撃吸収部10の内面10aに凸部117が突出して形成され、対向固定部材15の対向面15aに凹部112が形成され。凸部117と凹部112とが凹凸嵌合している。図7に示す車載用装置1では、支持部材20に凸部217が一体に突出形成され、衝撃吸収部10に凹部212が形成されて、凸部217と凹部212とが凹凸嵌合している。図8に示す車載用装置1は、衝撃吸収部10に凸部317が一体に突出形成され、支持部材20に凹部312が形成されて、凸部317と凹部312が凹凸嵌合している。
いずれの変形例においても、シャーシ2に所定値以上の大きさの衝撃力が作用すると、凸部が剪断力で破断し、凸部が衝撃吸収部10または支持部材20から分離する。
1 車載用装置
1a 機器本体
2 シャーシ
10 衝撃吸収部
11 開口部
12 凹部
15 対向固定部材
16 雌ねじ穴
17 凸部
20 支持部材
21 固定穴
22 締結部材
112 凹部
117 凸部
212 凹部
217 凸部
312 凹部
317 凸部
F 衝撃力
Y 衝撃作用方向
δ 移動隙間

Claims (4)

  1. 車載用の機器本体の一部である衝撃吸収部と、前記衝撃吸収部が固定される支持部材と、を有する車載用装置において、
    対向固定部材と、前記支持部材と前記対向固定部材とを固定する締結部材、および前記衝撃吸収部に形成されて前記締結部材が挿入される開口部が設けられ、
    前記支持部材と前記対向固定部材との間に前記衝撃吸収部を挟んだ状態で、前記締結部材で前記支持部材と前記対向固定部材とが固定され、前記開口部と前記締結部材との間に衝撃作用方向に向く移動隙間が形成されており、
    前記対向固定部材と前記衝撃吸収部の一方に凸部が他方に凹部が設けられ、あるいは、前記支持部材と前記衝撃吸収部の一方に凸部が他方に凹部が設けられ、
    前記凸部と前記凹部とが嵌合して前記衝撃吸収部と前記支持部材とが衝撃作用方向へ位置決めされており、
    衝撃作用方向への剪断力が前記凸部に作用したときに、前記凸部が分離可能とされていることを特徴とする車載用装置。
  2. 前記凸部は前記対向固定部材に形成されており、
    剪断力に対する単位断面積当たりの破断強度は、前記対向固定部材が、前記衝撃吸収部および前記支持部材よりも低い請求項1記載の車載用装置。
  3. 前記凸部は、衝撃作用方向の幅寸法が、衝撃作用方向と直交する方向の長さ寸法よりも小さく、前記凸部が、前記幅寸法に向く剪断力で分離可能とされている請求項1または2記載の車載用装置。
  4. 前記開口部と前記締結部材との間に、前記締結部材の軸方向と直交する平面内の全方向に向く前記移動隙間が形成されており、
    前記凸部が、前記平面内のどの方向からの剪断力によっても分離可能とされている請求項1または2記載の車載用装置。
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