車載用ディスプレイ装置
【課題】装置全体の薄型化が容易であると共に、ディスプレイ本体に不所望な外力が加えられた際に懸念される破損を未然に防止できる「車載用ディスプレイ装置」を提供する。
【解決手段】モータ２の駆動力をギア列３を介してねじ棒４に伝達し、ねじ棒４の回転に伴って前後進するスライダ５に回動可能に連結されたディスプレイ本体１０が格納位置と立ち上げ位置との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置であって、ディスプレイ本体１０を介してスライダ５に加えられた外力によってねじ棒４が回転するように該ねじ棒４のリード角を摩擦角よりも大きく設定しておく。また、入力側の第１ギア３３と出力側の第２ギア３４を凹凸嵌合させて、コイルばね６で第１ギア３３を第２ギア３４へ向けて弾性付勢することにより、コイルばね６に抗する第１ギア３３の変位に基づき前記外力の大きさがフォースセンサ７によって検出されるようにした。
【解決手段】モータ２の駆動力をギア列３を介してねじ棒４に伝達し、ねじ棒４の回転に伴って前後進するスライダ５に回動可能に連結されたディスプレイ本体１０が格納位置と立ち上げ位置との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置であって、ディスプレイ本体１０を介してスライダ５に加えられた外力によってねじ棒４が回転するように該ねじ棒４のリード角を摩擦角よりも大きく設定しておく。また、入力側の第１ギア３３と出力側の第２ギア３４を凹凸嵌合させて、コイルばね６で第１ギア３３を第２ギア３４へ向けて弾性付勢することにより、コイルばね６に抗する第１ギア３３の変位に基づき前記外力の大きさがフォースセンサ７によって検出されるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載されてテレビ放送やナビゲーションシステムの地図情報等を表示する車載用ディスプレイ装置に係り、特に、非使用時にディスプレイ本体が格納可能な車載用ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車載用ディスプレイ装置は、使用時にはユーザが見やすい位置にディスプレイ本体を立ち上げておき、非使用時にはディスプレイ本体をダッシュボード等の内部に格納しておくことができるため、非使用時のディスプレイ本体が邪魔にならず車内空間を広く使えるという利点がある。
【０００３】
このようにディスプレイ本体が格納状態と立ち上げ状態との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置においては、近年、モータの駆動力によってディスプレイ本体を移動させるように構成したものが一般的である。すなわち、ディスプレイ本体が所定の格納位置にあるときに、モータの回転駆動力をギアやレバー等からなる動力伝達機構を介してディスプレイ本体に伝達することにより、このディスプレイ本体を前進させて立ち上がらせるようになっている。また、立ち上がっているディスプレイ本体を格納するときには、モータの逆向きの回転駆動力を前記動力伝達機構を介してディスプレイ本体に伝達することにより、このディスプレイ本体を傾倒させて格納位置まで後進させるようになっている。
【０００４】
ところで、モータの駆動力を利用した従来の車載用ディスプレイ装置においては、通常、多数のギアをレバーやラックと組み合わせて動力伝達機構を構成しており、ディスプレイ本体の左右両側には筋交い状の回動アーム（支持アーム）が取り付けられている。そのため、この種の車載用ディスプレイ装置は、動力伝達機構の構成が複雑で部品点数も多く、小型薄型化を図りにくいという問題があった。
【０００５】
これに対して、特許文献１に記載されている従来の車載用ディスプレイ装置では、モータの駆動力で回転駆動される第１レバーの先端に第２レバーを回動可能に連結し、この第２レバーの先端にディスプレイ本体の背面下端部から延出するガイド部を回動可能に連結することにより、第１レバーを前方へ回転させるのに伴ってディスプレイ本体が斜め上方へせり上がるようになっている。それゆえ、かかる従来の車載用ディスプレイ装置は、ディスプレイ本体を移動させる動力伝達機構に多数のギアを用いる必要がなく、比較的構成が簡素になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５３８７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の車載用ディスプレイ装置では、ディスプレイ本体を斜め下方へ引き込んで格納させるという構成になっており、鉛直面内で回転する第１および第２レバーやガイド部の回転スペースを確保しなければならないため、装置全体をそれほど薄型化することができなかった。
【０００８】
また、この種の車載用ディスプレイ装置においては、ディスプレイ本体が立ち上がっている使用中やディスプレイ本体の立ち上げ動作中に、ユーザの体が衝突したり子供のいたずら等によって、ディスプレイ本体を無理に格納させようとする外力や立ち上げ動作を阻害する外力が加えられることがある。その場合、車載用ディスプレイ装置の動力伝達機構を構成するギア等に無理な力が作用して破損する危険性があるため、かかる危険性を回避する対策として、動力伝達経路にクラッチ機構を介在させたものが知られている。しかしながら、クラッチ機構を追加すると大掛かりな構造になってしまうため、装置全体の薄型化が困難になる。また、ディスプレイ本体に加えられた不所望な外力の伝達経路をクラッチ機構によって遮断しているときに、クラッチ板等が摺動して耳障りな異音を発生する虞がある。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、装置全体の薄型化が容易であると共に、ディスプレイ本体に不所望な外力が加えられた際に懸念される破損を未然に防止できる車載用ディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、筐体の内部に、モータと、螺旋状に延びるねじ溝が設けられたねじ棒と、前記モータの駆動力を前記ねじ棒に伝達するギア列と、前記ねじ溝に螺合して前記ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダとを配設し、前記スライダに回動可能に連結されたディスプレイ本体が前記モータの駆動力によって、前記筐体の内部に格納した状態と該筐体の前部に立ち上げられた状態との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ本体を介して前記スライダに加えられた外力によって前記ねじ棒が回転するように該ねじ棒のリード角を摩擦角よりも大きく設定しておくと共に、前記ギア列に含まれて相対的に入力側の第１ギアと出力側の第２ギアとを対向させ、これら第１および第２ギアのいずれか一方に設けた凸部を他方に設けた凹部に嵌入させることによって該両ギアが同軸で一体的に回転するように設定し、且つ、前記第１ギアを前記第２ギアへ向けて弾性付勢するばね部材と、このばね部材に抗する前記第１ギアの軸線方向への変位に基づき前記外力の大きさを検出する検出手段とを備え、この検出手段の検出結果に応じて前記ディスプレイ本体を前記外力から退避させるように前記モータを制御するように構成した。
【００１１】
このように入力側の第１ギアと出力側の第２ギアの対向面どうしを凹凸嵌合させ、ばね部材で第１ギアを第２ギアへ向けて弾性付勢しておけば、第１および第２ギアを同軸で一体的に回転させることができるため、モータの駆動力を第１ギアから第２ギアを介してねじ棒へ確実に伝達することができる。そして、ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダにディスプレイ本体が回動可能に連結されているため、このディスプレイ本体は、カム溝等でガイドされながら倒伏姿勢の格納位置と起立姿勢の立ち上げ位置との間で円滑に移動することができ、よって装置全体の薄型化が容易である。
【００１２】
また、立ち上げた状態のディスプレイ本体を無理に格納させようとする押し込み力が作用してスライダがねじ棒を回転させると、回転停止している第１ギアに対して第２ギアが回転するため、これら両ギア間で凸部が凹部内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギアがばね部材に抗して第２ギアから離れる向きに変位していく。そして、この第１ギアの変位に基づき前記押し込み力の大きさが検出手段にて検出されるので、その検出結果に応じてモータを適宜制御することにより、ディスプレイ本体を押し込み力から退避させるために必要な動作を迅速に行わせることができる。同様に、ディスプレイ本体の立ち上げ動作を阻害する抵抗力が作用したときには、この抵抗力によってねじ棒や第２ギアが回転できなくなるため、第１ギアがモータの駆動力で回転するのに伴い凸部が凹部内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギアがばね部材に抗して第２ギアから離れる向きに変位していく。この場合も、第１ギアの変位に基づき前記抵抗力の大きさが検出手段にて検出されるので、検出結果に応じてモータを適宜制御することにより、ディスプレイ本体を抵抗力から退避させるために必要な動作を迅速に行わせることができる。したがって、大掛かりなクラッチ機構を追加しなくても、押し込み力や抵抗力等の不所望な外力がディスプレイ本体に加えられた際に懸念される動力伝達機構の破損を未然に防止することができる。
【００１３】
上記の構成において、第２ギアがねじ棒と同軸で一体的に回転するものであっても良いが、ねじ棒と同軸で一体的に回転する第３ギアを備え、この第３ギアに第２ギアを噛合させていると、第１および第２ギアの軸心をねじ棒の軸心に対してオフセットさせることができるため、第１ギアがばね部材に抗して軸線方向へ変位したときに、その反力でねじ棒が軸線方向へずれる虞がなくなって信頼性が高まる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車載用ディスプレイ装置では、モータの駆動力をギア列を介してねじ棒に伝達するようにし、このギア列に含まれる入力側の第１ギアと出力側の第２ギアの対向面どうしを凹凸嵌合させると共に、ばね部材で第１ギアを第２ギアへ向けて弾性付勢しているため、モータの駆動力を第１ギアから第２ギアを介してねじ棒へ確実に伝達することができる。また、ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダにディスプレイ本体が回動可能に連結されているため、このディスプレイ本体を倒伏姿勢の格納位置と起立姿勢の立ち上げ位置との間で円滑に移動させることができる。さらに、不所望な外力がディスプレイ本体に加えられた際に、第１ギアがばね部材に抗して第２ギアから離れる向きに変位し、この第１ギアの変位に基づき前記外力の大きさが検出手段にて検出されるため、大掛かりなクラッチ機構を追加しなくても、動力伝達機構の破損を未然に防止することができる。それゆえ、この車載用ディスプレイ装置は、装置全体の薄型化が容易であると共に、不所望な外力がディスプレイ本体に加えられても破損したり異音を発生する虞がないという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置でディスプレイ本体を格納している状態を示す斜視図である。
【図２】図１に対応する背面図である。
【図３】図１に対応する上面図である。
【図４】該車載用ディスプレイ装置に取り付けられるカバー部材の斜視図である。
【図５】第１実施形態例で用いられるギア列の要部説明図である。
【図６】該車載用ディスプレイ装置でディスプレイ本体を立ち上げている途中の状態を示す斜視図である。
【図７】図６と同じ状態を別角度から見た斜視図である。
【図８】該車載用ディスプレイ装置でディスプレイ本体を立ち上げた状態を示す斜視図である。
【図９】図８と同じ状態を別角度から見た斜視図である。
【図１０】図８に対応する側面図である。
【図１１】図８に対応する背面図である。
【図１２】図８に対応する上面図である。
【図１３】図４のカバー部材からディスプレイ本体を立ち上げた状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置で用いられるギア列の要部を示す分解斜視図である。
【図１５】図１４に対応する別角度から見た分解斜視図である。
【図１６】図１４，１５に示すギアの断面形状を示す説明図である。
【図１７】図１４，１５に示すギアの動作説明図である。
【図１８】第２実施形態例においてフォースセンサが外力を検出していない通常時の状態を示す要部上面図である。
【図１９】第２実施形態例においてフォースセンサが外力を検出した異常発生時の状態を示す要部上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明の実施形態について説明する。まず、本発明の第１実施形態例について図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００１７】
第１実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置は、ＬＣＤ等からなるディスプレイ本体１０が筐体１の内部に倒伏姿勢で格納可能であると共に、このディスプレイ本体１０が筐体１の前部に起立姿勢で立ち上げられるようになっている。ディスプレイ本体１０を格納位置と立ち上げ位置との間で移動させる駆動源はモータ２であり、このモータ２の駆動力が動力伝達機構であるギア列３やねじ棒４やスライダ５等を介してディスプレイ本体１０に伝達される。これらの動力伝達機構は図示せぬ回路基板等と共に筐体１の内部に配設されており、この回路基板にディスプレイ本体１０の駆動回路等が設けられている。なお、この車載用ディスプレイ装置は、図４や図１３に示すカバー部材２０を取り付けた状態で使用される。
【００１８】
モータ２は筐体１の底板部上に設置されており、このモータ２の駆動力はウォーム２ａからギア３１，３２を介して第１ギア３３に伝達される。図５に示すように、この第１ギア３３はねじ棒４の後端部に固着された第２ギア３４と凹凸嵌合しており、第１および第２ギア３３，３４の軸心はねじ棒４の軸心と合致している。具体的には、第１ギア３３は第２ギア３４との対向面に凹部３３ａを有し、第２ギア３４は第１ギア３３との対向面に凹部３３ａ内に嵌入する凸部３４ａを有する。これら凹部３３ａと凸部３４ａは、それぞれ軸心から同一半径上に複数（例えば３箇所）形成されており、図１４，１５に示すように、各凹部３３ａと各凸部３４ａの周方向両端部には周方向に傾斜したテーパ面が設けられ、このテーパ面どうしを密着させた状態で嵌合している。また、第１ギア３３と一体のキャップ部３３ｂの内部には、第２ギア３４と一体のばね受け部３４ｂに支持されたコイルばね６が圧縮状態で組み込まれており、このコイルばね６の弾発力によって第１ギア３３が第２ギア３４へ向けて常時付勢されている。そのため、モータ２の駆動力を第１ギア３３から第２ギア３４を介してねじ棒４へ確実に伝達することができる。
【００１９】
第１ギア３３のキャップ部３３ｂには押圧突起３３ｃが形成されており、この押圧突起３３ｃによって押圧可能なフォースセンサ７が筐体１の支持壁部１ｃに取り付けられている。後述するように、ディスプレイ本体１０に外力が加えられて第１ギア３３がコイルばね６の弾発力に抗して軸線方向へ変位したとき、その変位量に応じた分だけ押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧するため、フォースセンサ７によって前記外力の大きさが検出できるようになっている。このフォースセンサ７はピエゾ抵抗ベースの公知のデバイスであり、シリコン注入ピエゾ抵抗等のセンサ感知部に測定対象からの力が加わると、センサ感知部の抵抗が加えられた力の大きさに比例して増大するようになっている。なお、フォースセンサ７から出力される検出信号は、主としてモータ２の制御に用いられるが、ディスプレイ本体１０に表示される警告画面や図示せぬスピーカ部から発せられる警告音等の制御信号としても利用される。
【００２０】
図３に示すように、ねじ棒４の後端部と前端部は軸受部材８と軸受部材９にそれぞれ回動可能に支持されている。ねじ棒４には螺旋状に延びるねじ溝４ａが設けられており、そのリード角が摩擦角よりも十分に大きく設定されている。ねじ棒４のねじ溝４ａにはスライダ５の雌ねじ部５ａが螺合しており、ねじ棒４が回転するのに伴ってスライダ５が筐体１の底板部に沿って前後進するようになっている。つまり、モータ２の正転駆動によってねじ棒４を順回転させるとスライダ５が前方へ直進移動し、モータ２の逆転駆動によってねじ棒４を逆回転させるとスライダ５が後方へ直進移動する。
【００２１】
図７と図８に示すように、スライダ５には上下方向に延びる係合溝５ｂが設けられており、この係合溝５ｂに駆動レバー１１の先端側に設けられた連結ピン１１ａが回動可能かつ摺動可能に挿入されている。この駆動レバー１１の基端側はディスプレイ本体１０に一体的に固定されているため、ディスプレイ本体１０は駆動レバー１１を介してスライダ５と回動可能に連結されている。そして、モータ２の駆動力でねじ棒４が回転してスライダ５が前後進するのに伴って、駆動レバー１１の連結ピン１１ａが前後進してディスプレイ本体１０にモータ２の駆動力が伝達されるようになっている。ただし、ねじ棒４はリード角が摩擦角よりも大きく設定されているため、ディスプレイ本体１０を介してスライダ５に加えられた外力によってねじ棒４を回転させることも可能である。
【００２２】
筐体１の左右の側板部には、緩やかに曲がりながら前後方向へ延びる上カム溝１ａおよび下カム溝１ｂが設けられている。図１０から明らかなように、上カム溝１ａの前端部は下カム溝１ｂの前端部に比して急勾配であり、下カム溝１ｂの後端は上カム溝１ａの後端の真後ろ付近まで延びている。また、図６，７に示すように、ディスプレイ本体１０の左右両側に一体的に固定された一対のガイドレバー１２に係合ピン１２ａおよび係合ピン１２ｂが設けられており、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂにそれぞれ摺動自在に挿入されている。そして、ガイドレバー１２の前後進に伴って係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿って移動し、この移動中に係合ピン１２ａ，１２ｂの相対位置がカム溝１ａ，１ｂの溝形状に応じて変化するため、ガイドレバー１２の姿勢はカム溝１ａ，１ｂの後端側で倒伏して前端側で起立するようになっている。
【００２３】
ディスプレイ本体１０は、図１〜図３に示すように倒伏姿勢で筐体１の内部に格納することができ、また、図８〜図１２に示すように筐体１の前部に立ち上げることができる。ディスプレイ本体１０の格納状態における後端部（立ち上げ状態における下端部）には、略中央に駆動レバー１１が固定されていると共に、左右両側にガイドレバー１２が固定されている。前述したように、ディスプレイ本体１０は駆動レバー１１を介してスライダ５と回動可能に連結されているため、ねじ棒４の回転に伴って前後進するスライダ５が駆動レバー１１を介してディスプレイ本体１０を前後進させる。そして、ディスプレイ本体１０が前後進すると、左右両側のガイドレバー１２は係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿って移動するのに伴って姿勢を変化させるため、ディスプレイ本体１０の姿勢も同じように変化する。すなわち、ガイドレバー１２が後退位置にあるとき、筐体１の後端部で係合ピン１２ｂが下カム溝１ｂによって係合ピン１２ａの真後ろ付近へ押し上げられ、ガイドレバー１２が倒伏姿勢となっているため、ディスプレイ本体１０も倒伏姿勢となっている（図１参照）。しかるに、ガイドレバー１２が後退位置から前進するのに伴って、係合ピン１２ｂが下カム溝１ｂによって斜め下方へガイドされた後、係合ピン１２ａが上カム溝１ａによって斜め上方へガイドされるため、ガイドレバー１２は次第に起立していき、よってディスプレイ本体１０も立ち上がっていく（図６，８参照）。
【００２４】
なお、前述した回路基板は一対のガイドレバー１２の間に位置して、筐体１の底板部と対向するように左右方向へ延在している。この回路基板は、ディスプレイ本体１０の格納状態における後端部と回動可能に連結されており、スライダ５の前後進に伴ってほぼ水平に前後進する。
【００２５】
次に、上記の如く構成された車載用ディスプレイ装置の動作について説明する。図１〜図３に示すように、ディスプレイ本体１０が倒伏姿勢で筐体１の内部に格納されているとき、ディスプレイ本体１０の表示画面１０ａ（図９参照）は筐体１の底板部と対向しており、駆動レバー１１と一対のガイドレバー１２も倒伏姿勢になっている。また、ディスプレイ本体１０が格納状態のとき、スライダ５はねじ棒４の後端部に位置しており、ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂはカム溝１ａ，１ｂの後端部にそれぞれ位置している。
【００２６】
この状態でモータ２が正転駆動されると、ギア列３を介してモータ２の駆動力がねじ棒４に伝達されるため、ねじ棒４が順回転してスライダ５が前進する。前述したように、ギア列３に含まれて相対向する第１および第２ギア３３，３４は凹部３３ａ内に凸部３４ａを深く嵌入させており、第１ギア３３が回転すると第２ギア３４は同軸で一体的に回転する（図５参照）。したがって、モータ２の駆動力はウォーム２ａから各ギア３１〜３４を介してねじ棒４へ確実に伝達され、ねじ棒４の順回転に伴ってスライダ５が前進する。
【００２７】
こうしてスライダ５が前進すると、その動きが駆動レバー１１を介してディスプレイ本体１０に伝達されるため、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿ってそれぞれ前進する。これにより、各ガイドレバー１２の姿勢が徐々に上向きに変化していくため、図６，７に示すように、ディスプレイ本体１０は前進するのに伴って倒伏姿勢から徐々に立ち上がっていく。
【００２８】
図６，７の状態からねじ棒４がさらに順回転すると、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿ってそれぞれ斜め上方へ前進していくため、駆動レバー１１の連結ピン１１ａがスライダ５の係合溝５ｂ内を上昇していく。また、この過程で係合ピン１２ａは係合ピン１２ｂよりも大きく押し上げられるため、各ガイドレバー１２およびディスプレイ本体１０は起立角度を増大させていく。そして、スライダ５がねじ棒４の前端部まで前進すると、図８〜図１２に示すように、係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂの前端部にそれぞれ位置して各ガイドレバー１２の起立角度が最大となるため、ディスプレイ本体１０を所望の起立姿勢に立ち上げることができる。
【００２９】
なお、この車載用ディスプレイ装置を覆うカバー部材２０にはスロット状の長孔２１（図４参照）が開設されており、ディスプレイ本体１０はこの長孔２１を貫通して上方へ立ち上がっていく（図１３参照）。
【００３０】
また、この車載用ディスプレイ装置には、ディスプレイ本体１０が立ち上がっている使用中や立ち上げ動作中に、ディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする外力や立ち上げ動作を阻害する外力が加えられた場合、およびディスプレイ本体１０の格納動作中に、ディスプレイ本体１０を無理に立ち上げようとする外力や格納動作を阻害する外力が加えられた場合に懸念される破損事故についても、その回避策が考慮されている。すなわち、ディスプレイ本体１０が立ち上がっている使用中やディスプレイ本体１０の立ち上げ動作中および格納動作中に、ユーザの体が衝突したり子供のいたずら等によって、ディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする外力や、立ち上げ動作、格納動作を阻害する外力が作用することがある。そこで本実施形態例では、図５に示すように、第１ギア３３の凹部３３ａ内に第２ギア３４の凸部３４ａを嵌入させることによって両ギア３３，３４が一体的に回転できるようにしておくと共に、コイルばね６によって第１ギア３３を第２ギア３４へ向けて弾性付勢している。そのため、入力側の第１ギア３３の回転を阻害したり逆向きに回転させようとする力が、出力側の第２ギア３４から入力側の第１ギア３３に作用したときに、コイルばね６を圧縮させながら凸部３４ａが凹部３３ａ内から徐々にはみ出して第１ギア３３が軸線方向へ変位し、その変位量に応じて押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧するようになっている。したがって、ディスプレイ本体１０に加えられた不所望な外力の影響をなくすべく、フォースセンサ７の検出結果に基づいてモータ２を適宜制御することができる。
【００３１】
例えば、ディスプレイ本体１０が立ち上がっている状態のときに、このディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする押し込み力がユーザ側から加えられると、スライダ５がねじ棒４を逆回転させる。その結果、回転停止している第１ギア３３に対して第２ギア３４が回転するため、これら両ギア３３，３４間では凸部３４ａが凹部３３ａ内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギア３３がコイルばね６に抗して第２ギア３４から離れる向きに変位していく。こうして第１ギア３３が変位すると、キャップ部３３ｂの押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧し、その押圧量（第１ギア３３の変位量）に比例した押し込み力がフォースセンサ７の抵抗値変化として出力される。それゆえ、フォースセンサ７の検出結果に応じて（所定量以上の抵抗値変化を検出した場合に）モータ２を適宜制御することにより、ディスプレイ本体１０を押し込み力から退避させるために必要な動作（一時的な格納動作）を迅速に行わせることができる。その際、モータ２を制御する前のフォースセンサ７の抵抗値変化が上記所定量よりも小さいとき、すなわち、上記押し込み力がそれ程大きくない初期段階において、ディスプレイ本体１０に警告画面を表示させたり図示せぬスピーカ部から警告音が発せられるように設定しておけば、ユーザに押し込み動作を止めるよう事前に喚起することができる。また、かかる警告報知を行った後に、モータ２を制御してディスプレイ本体１０の格納動作を開始すれば、ディスプレイ本体１０が格納動作を開始した理由をユーザが把握しやすくなる。
【００３２】
同様に、ディスプレイ本体１０の立ち上げ動作や格納動作を阻害する抵抗力が作用したときには、この抵抗力によってねじ棒４や第２ギア３４が回転できなくなるため、モータ２の駆動力で第１ギア３３が回転するのに伴って、凸部３４ａが凹部３３ａ内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギア３３がコイルばね６に抗して第２ギア３４から離れる向きに変位していく。したがって、フォースセンサ７に対する押圧突起３３ｃの押圧量（第１ギア３３の変位量）に基づいて、上記抵抗力の大きさがフォースセンサ７の抵抗値変化として出力され、その検出結果に応じて（所定量以上の抵抗値変化を検出した場合に）モータ２を適宜制御することにより、ディスプレイ本体１０を抵抗力から退避させるために必要な動作（一時的な格納動作、または一時的な立ち上げ動作）を迅速に行わせることができる。この場合も、フォースセンサ７の抵抗値変化が上記所定量よりも小さい初期段階において、ディスプレイ本体１０に警告画面を表示させたり図示せぬスピーカ部から警告音が発せられるように設定しておけば、ユーザに立ち上げ動作の阻害行為を止めるよう事前に喚起することができ、ディスプレイ本体１０の立ち上げ動作が阻害されたことをユーザが把握しやすくなる。
【００３３】
なお、本実施形態例では、入力側の第１ギア３３に設けた凹部３３ａ内に出力側の第２ギア３４に設けた凸部３４ａを嵌入させているが、これとは逆に、第１ギア３３の凸部を第２ギア３４の凹部内に嵌入させる構成にしても良い。ここで、凸部と凹部の嵌入量（嵌入高さ）は、第１ギア３３が第２ギア３４に対して最大限移動した場合でも互いの嵌合状態が解除されない量に設定されている。よって、第２ギア３４に対して第１ギア３３が空転することはなく、凸部と凹部とが断続的に嵌合／離脱を繰り返すことに起因して発生する異音を防止することができる。
【００３４】
また、図８〜図１２に示す状態で立ち上がっているディスプレイ本体１０を格納させる際には、モータ２を逆転駆動してねじ棒４を逆回転させることにより、スライダ５を後進させれば良い。すなわち、スライダ５が前進位置から後退位置に向かって移動すると、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿ってそれぞれ後進するため、各ガイドレバー１２の姿勢が徐々に下向きに変化していく。したがって、ディスプレイ本体１０は傾倒しながら後進していき、スライダ５がねじ棒４の後端部まで後進した時点で、ディスプレイ本体１０は図１〜図３に示すように倒伏した姿勢で筐体１の内部に格納される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置においては、入力側の第１ギア３３と出力側の第２ギア３４の対向面どうしを凹凸嵌合させ、コイルばね６で第１ギア３３を第２ギア３４へ向けて弾性付勢しており、これら両ギア３３，３４を同軸で一体的に回転させることができるため、モータ２の駆動力を第１ギア３３から第２ギア３４を介してねじ棒４へ確実に伝達することができる。そして、ねじ棒４の回転に伴って前後進するスライダ５にディスプレイ本体１０を回動可能に連結しているため、このディスプレイ本体１０をカム溝１ａ，１ｂでガイドしながら倒伏姿勢の格納位置と起立姿勢の立ち上げ位置との間で円滑に移動させることができる。
【００３６】
また、立ち上げた状態のディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする押し込み力や、ディスプレイ本体１０の立ち上げ動作や格納動作を阻害する抵抗力等の不所望な外力が作用したときには、第２ギア３４の凸部３４ａが第１ギア３３の凹部３３ａ内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギア３３がコイルばね６の付勢力に抗して第２ギア３４から離れる向きに変位していく。そのため、フォースセンサ７に対する押圧突起３３ｃの押圧量（第１ギア３３の変位量）に基づいて、かかる不所望な外力の大きさをフォースセンサ７で検出することができ、このフォースセンサ７の検出結果に応じてモータ２を適宜制御することにより、ディスプレイ本体１０をこの種の外力から退避させるために必要な動作を迅速に行わせることができる。したがって、この車載用ディスプレイ装置は、大掛かりなクラッチ機構を追加しなくても、動力伝達機構の破損を未然に防止することができ、クラッチ機構を採用した場合の、動力伝達経路の断続的に切り離しにより生じる異音の発生も防止することができる。
【００３７】
それゆえ、この車載用ディスプレイ装置は、装置全体の薄型化が容易であると共に、不所望な外力がディスプレイ本体１０に加えられても破損したり異音を発生する虞がない。
【００３８】
次に、図１４〜図１９を参照しながら、本発明の第２実施形態例について説明する。ただし、図１４〜図１９において、前述した第１実施形態例と対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を適宜省略する。
【００３９】
この第２実施形態例では、凹凸嵌合して同軸で一体的に回転可能な第１および第２ギア３３，３４を、ウォーム２ａに噛合するギア３５とねじ棒４の後端部に固着された第３ギア３６との間に配設することでギア列３を構成している点が、第１実施形態例と異なっている。すなわち、第２実施形態例においては、モータ２の駆動力がウォーム２ａからギア３５に伝達され、このギア３５が第１ギア３３に噛合していると共に、図１８，１９に示すように、第１ギア３３と凹凸嵌合して同軸回転する第２ギア３４がねじ棒４と同軸回転する第３ギア３６に噛合している。ただし、第２実施形態例においても第１実施形態例と同様に、キャップ部３３ｂ内に組み込まれたコイルばね６は入力側の第１ギア３３を出力側の第２ギア３４へ向けて弾性付勢しており、第１ギア３３が軸線方向へ変位すると、キャップ部３３ｂの押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧するようになっている（図１７参照）。
【００４０】
このようにディスプレイ本体１０に加えられた不所望な外力をフォースセンサ７に検出させるために凹凸嵌合させてあるギア３３，３４の軸心が、ねじ棒４の軸心に対してオフセットさせてあると、第１ギア３３がコイルばね６の付勢力に抗して軸線方向へ変位したときに、その反力でねじ棒４が軸線方向へずれる虞がなくなるため、信頼性が高まる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 筐体
１ａ，１ｂ カム溝
２ モータ
２ａ ウォーム
３ ギア列
４ ねじ棒
４ａ ねじ溝
５ スライダ
６ コイルばね（ばね部材）
７ フォースセンサ（検出手段）
１０ ディスプレイ本体
１１ 駆動レバー
１１ａ 連結ピン
１２ ガイドレバー
１２ａ，１２ｂ 係合ピン
３１，３２，３５ ギア
３３ 第１ギア
３３ａ 凹部
３３ｃ 押圧突起
３４ 第２ギア
３４ａ 凸部
３６ 第３ギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車に搭載されてテレビ放送やナビゲーションシステムの地図情報等を表示する車載用ディスプレイ装置に係り、特に、非使用時にディスプレイ本体が格納可能な車載用ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車載用ディスプレイ装置は、使用時にはユーザが見やすい位置にディスプレイ本体を立ち上げておき、非使用時にはディスプレイ本体をダッシュボード等の内部に格納しておくことができるため、非使用時のディスプレイ本体が邪魔にならず車内空間を広く使えるという利点がある。
【０００３】
このようにディスプレイ本体が格納状態と立ち上げ状態との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置においては、近年、モータの駆動力によってディスプレイ本体を移動させるように構成したものが一般的である。すなわち、ディスプレイ本体が所定の格納位置にあるときに、モータの回転駆動力をギアやレバー等からなる動力伝達機構を介してディスプレイ本体に伝達することにより、このディスプレイ本体を前進させて立ち上がらせるようになっている。また、立ち上がっているディスプレイ本体を格納するときには、モータの逆向きの回転駆動力を前記動力伝達機構を介してディスプレイ本体に伝達することにより、このディスプレイ本体を傾倒させて格納位置まで後進させるようになっている。
【０００４】
ところで、モータの駆動力を利用した従来の車載用ディスプレイ装置においては、通常、多数のギアをレバーやラックと組み合わせて動力伝達機構を構成しており、ディスプレイ本体の左右両側には筋交い状の回動アーム（支持アーム）が取り付けられている。そのため、この種の車載用ディスプレイ装置は、動力伝達機構の構成が複雑で部品点数も多く、小型薄型化を図りにくいという問題があった。
【０００５】
これに対して、特許文献１に記載されている従来の車載用ディスプレイ装置では、モータの駆動力で回転駆動される第１レバーの先端に第２レバーを回動可能に連結し、この第２レバーの先端にディスプレイ本体の背面下端部から延出するガイド部を回動可能に連結することにより、第１レバーを前方へ回転させるのに伴ってディスプレイ本体が斜め上方へせり上がるようになっている。それゆえ、かかる従来の車載用ディスプレイ装置は、ディスプレイ本体を移動させる動力伝達機構に多数のギアを用いる必要がなく、比較的構成が簡素になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００９−５３８７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の車載用ディスプレイ装置では、ディスプレイ本体を斜め下方へ引き込んで格納させるという構成になっており、鉛直面内で回転する第１および第２レバーやガイド部の回転スペースを確保しなければならないため、装置全体をそれほど薄型化することができなかった。
【０００８】
また、この種の車載用ディスプレイ装置においては、ディスプレイ本体が立ち上がっている使用中やディスプレイ本体の立ち上げ動作中に、ユーザの体が衝突したり子供のいたずら等によって、ディスプレイ本体を無理に格納させようとする外力や立ち上げ動作を阻害する外力が加えられることがある。その場合、車載用ディスプレイ装置の動力伝達機構を構成するギア等に無理な力が作用して破損する危険性があるため、かかる危険性を回避する対策として、動力伝達経路にクラッチ機構を介在させたものが知られている。しかしながら、クラッチ機構を追加すると大掛かりな構造になってしまうため、装置全体の薄型化が困難になる。また、ディスプレイ本体に加えられた不所望な外力の伝達経路をクラッチ機構によって遮断しているときに、クラッチ板等が摺動して耳障りな異音を発生する虞がある。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、装置全体の薄型化が容易であると共に、ディスプレイ本体に不所望な外力が加えられた際に懸念される破損を未然に防止できる車載用ディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、筐体の内部に、モータと、螺旋状に延びるねじ溝が設けられたねじ棒と、前記モータの駆動力を前記ねじ棒に伝達するギア列と、前記ねじ溝に螺合して前記ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダとを配設し、前記スライダに回動可能に連結されたディスプレイ本体が前記モータの駆動力によって、前記筐体の内部に格納した状態と該筐体の前部に立ち上げられた状態との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置であって、前記ディスプレイ本体を介して前記スライダに加えられた外力によって前記ねじ棒が回転するように該ねじ棒のリード角を摩擦角よりも大きく設定しておくと共に、前記ギア列に含まれて相対的に入力側の第１ギアと出力側の第２ギアとを対向させ、これら第１および第２ギアのいずれか一方に設けた凸部を他方に設けた凹部に嵌入させることによって該両ギアが同軸で一体的に回転するように設定し、且つ、前記第１ギアを前記第２ギアへ向けて弾性付勢するばね部材と、このばね部材に抗する前記第１ギアの軸線方向への変位に基づき前記外力の大きさを検出する検出手段とを備え、この検出手段の検出結果に応じて前記ディスプレイ本体を前記外力から退避させるように前記モータを制御するように構成した。
【００１１】
このように入力側の第１ギアと出力側の第２ギアの対向面どうしを凹凸嵌合させ、ばね部材で第１ギアを第２ギアへ向けて弾性付勢しておけば、第１および第２ギアを同軸で一体的に回転させることができるため、モータの駆動力を第１ギアから第２ギアを介してねじ棒へ確実に伝達することができる。そして、ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダにディスプレイ本体が回動可能に連結されているため、このディスプレイ本体は、カム溝等でガイドされながら倒伏姿勢の格納位置と起立姿勢の立ち上げ位置との間で円滑に移動することができ、よって装置全体の薄型化が容易である。
【００１２】
また、立ち上げた状態のディスプレイ本体を無理に格納させようとする押し込み力が作用してスライダがねじ棒を回転させると、回転停止している第１ギアに対して第２ギアが回転するため、これら両ギア間で凸部が凹部内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギアがばね部材に抗して第２ギアから離れる向きに変位していく。そして、この第１ギアの変位に基づき前記押し込み力の大きさが検出手段にて検出されるので、その検出結果に応じてモータを適宜制御することにより、ディスプレイ本体を押し込み力から退避させるために必要な動作を迅速に行わせることができる。同様に、ディスプレイ本体の立ち上げ動作を阻害する抵抗力が作用したときには、この抵抗力によってねじ棒や第２ギアが回転できなくなるため、第１ギアがモータの駆動力で回転するのに伴い凸部が凹部内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギアがばね部材に抗して第２ギアから離れる向きに変位していく。この場合も、第１ギアの変位に基づき前記抵抗力の大きさが検出手段にて検出されるので、検出結果に応じてモータを適宜制御することにより、ディスプレイ本体を抵抗力から退避させるために必要な動作を迅速に行わせることができる。したがって、大掛かりなクラッチ機構を追加しなくても、押し込み力や抵抗力等の不所望な外力がディスプレイ本体に加えられた際に懸念される動力伝達機構の破損を未然に防止することができる。
【００１３】
上記の構成において、第２ギアがねじ棒と同軸で一体的に回転するものであっても良いが、ねじ棒と同軸で一体的に回転する第３ギアを備え、この第３ギアに第２ギアを噛合させていると、第１および第２ギアの軸心をねじ棒の軸心に対してオフセットさせることができるため、第１ギアがばね部材に抗して軸線方向へ変位したときに、その反力でねじ棒が軸線方向へずれる虞がなくなって信頼性が高まる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の車載用ディスプレイ装置では、モータの駆動力をギア列を介してねじ棒に伝達するようにし、このギア列に含まれる入力側の第１ギアと出力側の第２ギアの対向面どうしを凹凸嵌合させると共に、ばね部材で第１ギアを第２ギアへ向けて弾性付勢しているため、モータの駆動力を第１ギアから第２ギアを介してねじ棒へ確実に伝達することができる。また、ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダにディスプレイ本体が回動可能に連結されているため、このディスプレイ本体を倒伏姿勢の格納位置と起立姿勢の立ち上げ位置との間で円滑に移動させることができる。さらに、不所望な外力がディスプレイ本体に加えられた際に、第１ギアがばね部材に抗して第２ギアから離れる向きに変位し、この第１ギアの変位に基づき前記外力の大きさが検出手段にて検出されるため、大掛かりなクラッチ機構を追加しなくても、動力伝達機構の破損を未然に防止することができる。それゆえ、この車載用ディスプレイ装置は、装置全体の薄型化が容易であると共に、不所望な外力がディスプレイ本体に加えられても破損したり異音を発生する虞がないという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置でディスプレイ本体を格納している状態を示す斜視図である。
【図２】図１に対応する背面図である。
【図３】図１に対応する上面図である。
【図４】該車載用ディスプレイ装置に取り付けられるカバー部材の斜視図である。
【図５】第１実施形態例で用いられるギア列の要部説明図である。
【図６】該車載用ディスプレイ装置でディスプレイ本体を立ち上げている途中の状態を示す斜視図である。
【図７】図６と同じ状態を別角度から見た斜視図である。
【図８】該車載用ディスプレイ装置でディスプレイ本体を立ち上げた状態を示す斜視図である。
【図９】図８と同じ状態を別角度から見た斜視図である。
【図１０】図８に対応する側面図である。
【図１１】図８に対応する背面図である。
【図１２】図８に対応する上面図である。
【図１３】図４のカバー部材からディスプレイ本体を立ち上げた状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置で用いられるギア列の要部を示す分解斜視図である。
【図１５】図１４に対応する別角度から見た分解斜視図である。
【図１６】図１４，１５に示すギアの断面形状を示す説明図である。
【図１７】図１４，１５に示すギアの動作説明図である。
【図１８】第２実施形態例においてフォースセンサが外力を検出していない通常時の状態を示す要部上面図である。
【図１９】第２実施形態例においてフォースセンサが外力を検出した異常発生時の状態を示す要部上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明の実施形態について説明する。まず、本発明の第１実施形態例について図１〜図１３を参照しながら説明する。
【００１７】
第１実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置は、ＬＣＤ等からなるディスプレイ本体１０が筐体１の内部に倒伏姿勢で格納可能であると共に、このディスプレイ本体１０が筐体１の前部に起立姿勢で立ち上げられるようになっている。ディスプレイ本体１０を格納位置と立ち上げ位置との間で移動させる駆動源はモータ２であり、このモータ２の駆動力が動力伝達機構であるギア列３やねじ棒４やスライダ５等を介してディスプレイ本体１０に伝達される。これらの動力伝達機構は図示せぬ回路基板等と共に筐体１の内部に配設されており、この回路基板にディスプレイ本体１０の駆動回路等が設けられている。なお、この車載用ディスプレイ装置は、図４や図１３に示すカバー部材２０を取り付けた状態で使用される。
【００１８】
モータ２は筐体１の底板部上に設置されており、このモータ２の駆動力はウォーム２ａからギア３１，３２を介して第１ギア３３に伝達される。図５に示すように、この第１ギア３３はねじ棒４の後端部に固着された第２ギア３４と凹凸嵌合しており、第１および第２ギア３３，３４の軸心はねじ棒４の軸心と合致している。具体的には、第１ギア３３は第２ギア３４との対向面に凹部３３ａを有し、第２ギア３４は第１ギア３３との対向面に凹部３３ａ内に嵌入する凸部３４ａを有する。これら凹部３３ａと凸部３４ａは、それぞれ軸心から同一半径上に複数（例えば３箇所）形成されており、図１４，１５に示すように、各凹部３３ａと各凸部３４ａの周方向両端部には周方向に傾斜したテーパ面が設けられ、このテーパ面どうしを密着させた状態で嵌合している。また、第１ギア３３と一体のキャップ部３３ｂの内部には、第２ギア３４と一体のばね受け部３４ｂに支持されたコイルばね６が圧縮状態で組み込まれており、このコイルばね６の弾発力によって第１ギア３３が第２ギア３４へ向けて常時付勢されている。そのため、モータ２の駆動力を第１ギア３３から第２ギア３４を介してねじ棒４へ確実に伝達することができる。
【００１９】
第１ギア３３のキャップ部３３ｂには押圧突起３３ｃが形成されており、この押圧突起３３ｃによって押圧可能なフォースセンサ７が筐体１の支持壁部１ｃに取り付けられている。後述するように、ディスプレイ本体１０に外力が加えられて第１ギア３３がコイルばね６の弾発力に抗して軸線方向へ変位したとき、その変位量に応じた分だけ押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧するため、フォースセンサ７によって前記外力の大きさが検出できるようになっている。このフォースセンサ７はピエゾ抵抗ベースの公知のデバイスであり、シリコン注入ピエゾ抵抗等のセンサ感知部に測定対象からの力が加わると、センサ感知部の抵抗が加えられた力の大きさに比例して増大するようになっている。なお、フォースセンサ７から出力される検出信号は、主としてモータ２の制御に用いられるが、ディスプレイ本体１０に表示される警告画面や図示せぬスピーカ部から発せられる警告音等の制御信号としても利用される。
【００２０】
図３に示すように、ねじ棒４の後端部と前端部は軸受部材８と軸受部材９にそれぞれ回動可能に支持されている。ねじ棒４には螺旋状に延びるねじ溝４ａが設けられており、そのリード角が摩擦角よりも十分に大きく設定されている。ねじ棒４のねじ溝４ａにはスライダ５の雌ねじ部５ａが螺合しており、ねじ棒４が回転するのに伴ってスライダ５が筐体１の底板部に沿って前後進するようになっている。つまり、モータ２の正転駆動によってねじ棒４を順回転させるとスライダ５が前方へ直進移動し、モータ２の逆転駆動によってねじ棒４を逆回転させるとスライダ５が後方へ直進移動する。
【００２１】
図７と図８に示すように、スライダ５には上下方向に延びる係合溝５ｂが設けられており、この係合溝５ｂに駆動レバー１１の先端側に設けられた連結ピン１１ａが回動可能かつ摺動可能に挿入されている。この駆動レバー１１の基端側はディスプレイ本体１０に一体的に固定されているため、ディスプレイ本体１０は駆動レバー１１を介してスライダ５と回動可能に連結されている。そして、モータ２の駆動力でねじ棒４が回転してスライダ５が前後進するのに伴って、駆動レバー１１の連結ピン１１ａが前後進してディスプレイ本体１０にモータ２の駆動力が伝達されるようになっている。ただし、ねじ棒４はリード角が摩擦角よりも大きく設定されているため、ディスプレイ本体１０を介してスライダ５に加えられた外力によってねじ棒４を回転させることも可能である。
【００２２】
筐体１の左右の側板部には、緩やかに曲がりながら前後方向へ延びる上カム溝１ａおよび下カム溝１ｂが設けられている。図１０から明らかなように、上カム溝１ａの前端部は下カム溝１ｂの前端部に比して急勾配であり、下カム溝１ｂの後端は上カム溝１ａの後端の真後ろ付近まで延びている。また、図６，７に示すように、ディスプレイ本体１０の左右両側に一体的に固定された一対のガイドレバー１２に係合ピン１２ａおよび係合ピン１２ｂが設けられており、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂにそれぞれ摺動自在に挿入されている。そして、ガイドレバー１２の前後進に伴って係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿って移動し、この移動中に係合ピン１２ａ，１２ｂの相対位置がカム溝１ａ，１ｂの溝形状に応じて変化するため、ガイドレバー１２の姿勢はカム溝１ａ，１ｂの後端側で倒伏して前端側で起立するようになっている。
【００２３】
ディスプレイ本体１０は、図１〜図３に示すように倒伏姿勢で筐体１の内部に格納することができ、また、図８〜図１２に示すように筐体１の前部に立ち上げることができる。ディスプレイ本体１０の格納状態における後端部（立ち上げ状態における下端部）には、略中央に駆動レバー１１が固定されていると共に、左右両側にガイドレバー１２が固定されている。前述したように、ディスプレイ本体１０は駆動レバー１１を介してスライダ５と回動可能に連結されているため、ねじ棒４の回転に伴って前後進するスライダ５が駆動レバー１１を介してディスプレイ本体１０を前後進させる。そして、ディスプレイ本体１０が前後進すると、左右両側のガイドレバー１２は係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿って移動するのに伴って姿勢を変化させるため、ディスプレイ本体１０の姿勢も同じように変化する。すなわち、ガイドレバー１２が後退位置にあるとき、筐体１の後端部で係合ピン１２ｂが下カム溝１ｂによって係合ピン１２ａの真後ろ付近へ押し上げられ、ガイドレバー１２が倒伏姿勢となっているため、ディスプレイ本体１０も倒伏姿勢となっている（図１参照）。しかるに、ガイドレバー１２が後退位置から前進するのに伴って、係合ピン１２ｂが下カム溝１ｂによって斜め下方へガイドされた後、係合ピン１２ａが上カム溝１ａによって斜め上方へガイドされるため、ガイドレバー１２は次第に起立していき、よってディスプレイ本体１０も立ち上がっていく（図６，８参照）。
【００２４】
なお、前述した回路基板は一対のガイドレバー１２の間に位置して、筐体１の底板部と対向するように左右方向へ延在している。この回路基板は、ディスプレイ本体１０の格納状態における後端部と回動可能に連結されており、スライダ５の前後進に伴ってほぼ水平に前後進する。
【００２５】
次に、上記の如く構成された車載用ディスプレイ装置の動作について説明する。図１〜図３に示すように、ディスプレイ本体１０が倒伏姿勢で筐体１の内部に格納されているとき、ディスプレイ本体１０の表示画面１０ａ（図９参照）は筐体１の底板部と対向しており、駆動レバー１１と一対のガイドレバー１２も倒伏姿勢になっている。また、ディスプレイ本体１０が格納状態のとき、スライダ５はねじ棒４の後端部に位置しており、ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂはカム溝１ａ，１ｂの後端部にそれぞれ位置している。
【００２６】
この状態でモータ２が正転駆動されると、ギア列３を介してモータ２の駆動力がねじ棒４に伝達されるため、ねじ棒４が順回転してスライダ５が前進する。前述したように、ギア列３に含まれて相対向する第１および第２ギア３３，３４は凹部３３ａ内に凸部３４ａを深く嵌入させており、第１ギア３３が回転すると第２ギア３４は同軸で一体的に回転する（図５参照）。したがって、モータ２の駆動力はウォーム２ａから各ギア３１〜３４を介してねじ棒４へ確実に伝達され、ねじ棒４の順回転に伴ってスライダ５が前進する。
【００２７】
こうしてスライダ５が前進すると、その動きが駆動レバー１１を介してディスプレイ本体１０に伝達されるため、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿ってそれぞれ前進する。これにより、各ガイドレバー１２の姿勢が徐々に上向きに変化していくため、図６，７に示すように、ディスプレイ本体１０は前進するのに伴って倒伏姿勢から徐々に立ち上がっていく。
【００２８】
図６，７の状態からねじ棒４がさらに順回転すると、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿ってそれぞれ斜め上方へ前進していくため、駆動レバー１１の連結ピン１１ａがスライダ５の係合溝５ｂ内を上昇していく。また、この過程で係合ピン１２ａは係合ピン１２ｂよりも大きく押し上げられるため、各ガイドレバー１２およびディスプレイ本体１０は起立角度を増大させていく。そして、スライダ５がねじ棒４の前端部まで前進すると、図８〜図１２に示すように、係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂの前端部にそれぞれ位置して各ガイドレバー１２の起立角度が最大となるため、ディスプレイ本体１０を所望の起立姿勢に立ち上げることができる。
【００２９】
なお、この車載用ディスプレイ装置を覆うカバー部材２０にはスロット状の長孔２１（図４参照）が開設されており、ディスプレイ本体１０はこの長孔２１を貫通して上方へ立ち上がっていく（図１３参照）。
【００３０】
また、この車載用ディスプレイ装置には、ディスプレイ本体１０が立ち上がっている使用中や立ち上げ動作中に、ディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする外力や立ち上げ動作を阻害する外力が加えられた場合、およびディスプレイ本体１０の格納動作中に、ディスプレイ本体１０を無理に立ち上げようとする外力や格納動作を阻害する外力が加えられた場合に懸念される破損事故についても、その回避策が考慮されている。すなわち、ディスプレイ本体１０が立ち上がっている使用中やディスプレイ本体１０の立ち上げ動作中および格納動作中に、ユーザの体が衝突したり子供のいたずら等によって、ディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする外力や、立ち上げ動作、格納動作を阻害する外力が作用することがある。そこで本実施形態例では、図５に示すように、第１ギア３３の凹部３３ａ内に第２ギア３４の凸部３４ａを嵌入させることによって両ギア３３，３４が一体的に回転できるようにしておくと共に、コイルばね６によって第１ギア３３を第２ギア３４へ向けて弾性付勢している。そのため、入力側の第１ギア３３の回転を阻害したり逆向きに回転させようとする力が、出力側の第２ギア３４から入力側の第１ギア３３に作用したときに、コイルばね６を圧縮させながら凸部３４ａが凹部３３ａ内から徐々にはみ出して第１ギア３３が軸線方向へ変位し、その変位量に応じて押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧するようになっている。したがって、ディスプレイ本体１０に加えられた不所望な外力の影響をなくすべく、フォースセンサ７の検出結果に基づいてモータ２を適宜制御することができる。
【００３１】
例えば、ディスプレイ本体１０が立ち上がっている状態のときに、このディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする押し込み力がユーザ側から加えられると、スライダ５がねじ棒４を逆回転させる。その結果、回転停止している第１ギア３３に対して第２ギア３４が回転するため、これら両ギア３３，３４間では凸部３４ａが凹部３３ａ内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギア３３がコイルばね６に抗して第２ギア３４から離れる向きに変位していく。こうして第１ギア３３が変位すると、キャップ部３３ｂの押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧し、その押圧量（第１ギア３３の変位量）に比例した押し込み力がフォースセンサ７の抵抗値変化として出力される。それゆえ、フォースセンサ７の検出結果に応じて（所定量以上の抵抗値変化を検出した場合に）モータ２を適宜制御することにより、ディスプレイ本体１０を押し込み力から退避させるために必要な動作（一時的な格納動作）を迅速に行わせることができる。その際、モータ２を制御する前のフォースセンサ７の抵抗値変化が上記所定量よりも小さいとき、すなわち、上記押し込み力がそれ程大きくない初期段階において、ディスプレイ本体１０に警告画面を表示させたり図示せぬスピーカ部から警告音が発せられるように設定しておけば、ユーザに押し込み動作を止めるよう事前に喚起することができる。また、かかる警告報知を行った後に、モータ２を制御してディスプレイ本体１０の格納動作を開始すれば、ディスプレイ本体１０が格納動作を開始した理由をユーザが把握しやすくなる。
【００３２】
同様に、ディスプレイ本体１０の立ち上げ動作や格納動作を阻害する抵抗力が作用したときには、この抵抗力によってねじ棒４や第２ギア３４が回転できなくなるため、モータ２の駆動力で第１ギア３３が回転するのに伴って、凸部３４ａが凹部３３ａ内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギア３３がコイルばね６に抗して第２ギア３４から離れる向きに変位していく。したがって、フォースセンサ７に対する押圧突起３３ｃの押圧量（第１ギア３３の変位量）に基づいて、上記抵抗力の大きさがフォースセンサ７の抵抗値変化として出力され、その検出結果に応じて（所定量以上の抵抗値変化を検出した場合に）モータ２を適宜制御することにより、ディスプレイ本体１０を抵抗力から退避させるために必要な動作（一時的な格納動作、または一時的な立ち上げ動作）を迅速に行わせることができる。この場合も、フォースセンサ７の抵抗値変化が上記所定量よりも小さい初期段階において、ディスプレイ本体１０に警告画面を表示させたり図示せぬスピーカ部から警告音が発せられるように設定しておけば、ユーザに立ち上げ動作の阻害行為を止めるよう事前に喚起することができ、ディスプレイ本体１０の立ち上げ動作が阻害されたことをユーザが把握しやすくなる。
【００３３】
なお、本実施形態例では、入力側の第１ギア３３に設けた凹部３３ａ内に出力側の第２ギア３４に設けた凸部３４ａを嵌入させているが、これとは逆に、第１ギア３３の凸部を第２ギア３４の凹部内に嵌入させる構成にしても良い。ここで、凸部と凹部の嵌入量（嵌入高さ）は、第１ギア３３が第２ギア３４に対して最大限移動した場合でも互いの嵌合状態が解除されない量に設定されている。よって、第２ギア３４に対して第１ギア３３が空転することはなく、凸部と凹部とが断続的に嵌合／離脱を繰り返すことに起因して発生する異音を防止することができる。
【００３４】
また、図８〜図１２に示す状態で立ち上がっているディスプレイ本体１０を格納させる際には、モータ２を逆転駆動してねじ棒４を逆回転させることにより、スライダ５を後進させれば良い。すなわち、スライダ５が前進位置から後退位置に向かって移動すると、各ガイドレバー１２の係合ピン１２ａ，１２ｂがカム溝１ａ，１ｂに沿ってそれぞれ後進するため、各ガイドレバー１２の姿勢が徐々に下向きに変化していく。したがって、ディスプレイ本体１０は傾倒しながら後進していき、スライダ５がねじ棒４の後端部まで後進した時点で、ディスプレイ本体１０は図１〜図３に示すように倒伏した姿勢で筐体１の内部に格納される。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置においては、入力側の第１ギア３３と出力側の第２ギア３４の対向面どうしを凹凸嵌合させ、コイルばね６で第１ギア３３を第２ギア３４へ向けて弾性付勢しており、これら両ギア３３，３４を同軸で一体的に回転させることができるため、モータ２の駆動力を第１ギア３３から第２ギア３４を介してねじ棒４へ確実に伝達することができる。そして、ねじ棒４の回転に伴って前後進するスライダ５にディスプレイ本体１０を回動可能に連結しているため、このディスプレイ本体１０をカム溝１ａ，１ｂでガイドしながら倒伏姿勢の格納位置と起立姿勢の立ち上げ位置との間で円滑に移動させることができる。
【００３６】
また、立ち上げた状態のディスプレイ本体１０を無理に格納させようとする押し込み力や、ディスプレイ本体１０の立ち上げ動作や格納動作を阻害する抵抗力等の不所望な外力が作用したときには、第２ギア３４の凸部３４ａが第１ギア３３の凹部３３ａ内から徐々にはみ出していき、それに伴って第１ギア３３がコイルばね６の付勢力に抗して第２ギア３４から離れる向きに変位していく。そのため、フォースセンサ７に対する押圧突起３３ｃの押圧量（第１ギア３３の変位量）に基づいて、かかる不所望な外力の大きさをフォースセンサ７で検出することができ、このフォースセンサ７の検出結果に応じてモータ２を適宜制御することにより、ディスプレイ本体１０をこの種の外力から退避させるために必要な動作を迅速に行わせることができる。したがって、この車載用ディスプレイ装置は、大掛かりなクラッチ機構を追加しなくても、動力伝達機構の破損を未然に防止することができ、クラッチ機構を採用した場合の、動力伝達経路の断続的に切り離しにより生じる異音の発生も防止することができる。
【００３７】
それゆえ、この車載用ディスプレイ装置は、装置全体の薄型化が容易であると共に、不所望な外力がディスプレイ本体１０に加えられても破損したり異音を発生する虞がない。
【００３８】
次に、図１４〜図１９を参照しながら、本発明の第２実施形態例について説明する。ただし、図１４〜図１９において、前述した第１実施形態例と対応する部分には同一符号を付すことで重複説明を適宜省略する。
【００３９】
この第２実施形態例では、凹凸嵌合して同軸で一体的に回転可能な第１および第２ギア３３，３４を、ウォーム２ａに噛合するギア３５とねじ棒４の後端部に固着された第３ギア３６との間に配設することでギア列３を構成している点が、第１実施形態例と異なっている。すなわち、第２実施形態例においては、モータ２の駆動力がウォーム２ａからギア３５に伝達され、このギア３５が第１ギア３３に噛合していると共に、図１８，１９に示すように、第１ギア３３と凹凸嵌合して同軸回転する第２ギア３４がねじ棒４と同軸回転する第３ギア３６に噛合している。ただし、第２実施形態例においても第１実施形態例と同様に、キャップ部３３ｂ内に組み込まれたコイルばね６は入力側の第１ギア３３を出力側の第２ギア３４へ向けて弾性付勢しており、第１ギア３３が軸線方向へ変位すると、キャップ部３３ｂの押圧突起３３ｃがフォースセンサ７を押圧するようになっている（図１７参照）。
【００４０】
このようにディスプレイ本体１０に加えられた不所望な外力をフォースセンサ７に検出させるために凹凸嵌合させてあるギア３３，３４の軸心が、ねじ棒４の軸心に対してオフセットさせてあると、第１ギア３３がコイルばね６の付勢力に抗して軸線方向へ変位したときに、その反力でねじ棒４が軸線方向へずれる虞がなくなるため、信頼性が高まる。
【符号の説明】
【００４１】
１ 筐体
１ａ，１ｂ カム溝
２ モータ
２ａ ウォーム
３ ギア列
４ ねじ棒
４ａ ねじ溝
５ スライダ
６ コイルばね（ばね部材）
７ フォースセンサ（検出手段）
１０ ディスプレイ本体
１１ 駆動レバー
１１ａ 連結ピン
１２ ガイドレバー
１２ａ，１２ｂ 係合ピン
３１，３２，３５ ギア
３３ 第１ギア
３３ａ 凹部
３３ｃ 押圧突起
３４ 第２ギア
３４ａ 凸部
３６ 第３ギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部に、モータと、螺旋状に延びるねじ溝が設けられたねじ棒と、前記モータの駆動力を前記ねじ棒に伝達するギア列と、前記ねじ溝に螺合して前記ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダとを配設し、前記スライダに回動可能に連結されたディスプレイ本体が前記モータの駆動力によって、前記筐体の内部に格納した状態と該筐体の前部に立ち上げられた状態との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置であって、
前記ディスプレイ本体を介して前記スライダに加えられた外力によって前記ねじ棒が回転するように該ねじ棒のリード角を摩擦角よりも大きく設定しておくと共に、前記ギア列に含まれて相対的に入力側の第１ギアと出力側の第２ギアとを対向させ、これら第１および第２ギアのいずれか一方に設けた凸部を他方に設けた凹部に嵌入させることによって該両ギアが同軸で一体的に回転するように設定し、且つ、前記第１ギアを前記第２ギアへ向けて弾性付勢するばね部材と、このばね部材に抗する前記第１ギアの軸線方向への変位に基づき前記外力の大きさを検出する検出手段とを備え、この検出手段の検出結果に応じて前記ディスプレイ本体を前記外力から退避させるように前記モータを制御することを特徴とする車載用ディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記ねじ棒と同軸で一体的に回転する第３ギアを備え、この第３ギアに前記第２ギアを噛合させていることを特徴とする車載用ディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記検出手段が前記外力の大きさに比例した検知信号を出力するフォースセンサであることを特徴とする車載用ディスプレイ装置。
【請求項１】
筐体の内部に、モータと、螺旋状に延びるねじ溝が設けられたねじ棒と、前記モータの駆動力を前記ねじ棒に伝達するギア列と、前記ねじ溝に螺合して前記ねじ棒の回転に伴って前後進するスライダとを配設し、前記スライダに回動可能に連結されたディスプレイ本体が前記モータの駆動力によって、前記筐体の内部に格納した状態と該筐体の前部に立ち上げられた状態との間で移動可能な車載用ディスプレイ装置であって、
前記ディスプレイ本体を介して前記スライダに加えられた外力によって前記ねじ棒が回転するように該ねじ棒のリード角を摩擦角よりも大きく設定しておくと共に、前記ギア列に含まれて相対的に入力側の第１ギアと出力側の第２ギアとを対向させ、これら第１および第２ギアのいずれか一方に設けた凸部を他方に設けた凹部に嵌入させることによって該両ギアが同軸で一体的に回転するように設定し、且つ、前記第１ギアを前記第２ギアへ向けて弾性付勢するばね部材と、このばね部材に抗する前記第１ギアの軸線方向への変位に基づき前記外力の大きさを検出する検出手段とを備え、この検出手段の検出結果に応じて前記ディスプレイ本体を前記外力から退避させるように前記モータを制御することを特徴とする車載用ディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記ねじ棒と同軸で一体的に回転する第３ギアを備え、この第３ギアに前記第２ギアを噛合させていることを特徴とする車載用ディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１または２の記載において、前記検出手段が前記外力の大きさに比例した検知信号を出力するフォースセンサであることを特徴とする車載用ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２２４１２４（Ｐ２０１２−２２４１２４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１３５４（Ｐ２０１１−９１３５４）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００１０１７３２）アルパイン株式会社 (2,424)
【Ｆターム（参考）】
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