JP6987461B2 - 車載用装置 - Google Patents

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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