JP6417289B2 - Rotation drive mechanism and in-vehicle display device provided with the rotation drive mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、モータを駆動源としてディスプレイ本体等の被駆動体を回転動作させる回転駆動機構と、このような回転駆動機構を備えた車載用ディスプレイ装置に関するものである。 The present invention relates to a rotation drive mechanism that rotates a driven body such as a display main body using a motor as a drive source, and an in-vehicle display device including such a rotation drive mechanism.
近年、ＬＣＤや有機ＥＬ等の表示パネルが保持されたディスプレイ本体を固定軸に回転可能に支持し、このディスプレイ本体を回転駆動機構によって固定軸回りに回転動作させることにより、ディスプレイ本体の表示画面をユーザの見やすい角度に調整可能としたディスプレイ装置が普及している。ここで、回転駆動機構はモータの回転力を減速歯車列を介してディスプレイ本体に伝達するようになっているが、回転駆動機構に過大な負荷や不自然な負荷が加わった場合、例えば、自動回転中のディスプレイ本体がユーザの手等の障害物に接触してしまった場合や、停止中のディスプレイ本体をユーザが過剰な力で回転させようとした場合に、過大な回転負荷によって回転駆動機構の構成部品が破損してしまうおそれがある。 In recent years, a display main body holding a display panel such as an LCD or an organic EL is rotatably supported on a fixed shaft, and the display main body is rotated around the fixed axis by a rotation driving mechanism, thereby displaying the display screen of the display main body. Display devices that can be adjusted to an angle that is easy for the user to see are widely used. Here, the rotational drive mechanism is designed to transmit the rotational force of the motor to the display main body via the reduction gear train. However, when an excessive load or an unnatural load is applied to the rotational drive mechanism, for example, automatic Rotation drive mechanism due to excessive rotational load when the rotating display body touches an obstacle such as the user's hand or when the user tries to rotate the stopped display body with excessive force There is a risk of damage to the components.
特許文献１に記載されたディスプレイ装置の回転駆動機構では、このような問題を解消するために、減速歯車列を構成する２以上のギアの中にトルクリミッタギアが含まれるようになし、このトルクリミッタギアによって一定以上の回転負荷が掛かると、ギアが空転して過大な負荷が構成部品に掛からないようにしている。かかるトルクリミッタギアは、台座部からシャフトを突出させたギアベースと、シャフトの上端に固定された上歯車と、シャフトに回転自在に支持された下歯車と、ギアベースの台座部に載置された摩擦材と、上歯車と下歯車の間に配置されたバネ部材とを有し、バネ部材が下歯車を摩擦材に対して押圧することにより、下歯車とギアベースの台座部とが摩擦摺動するように構成されている。 In the rotational drive mechanism of the display device described in Patent Document 1, in order to solve such a problem, a torque limiter gear is included in two or more gears constituting the reduction gear train, and this torque When a rotational load of a certain level or more is applied by the limiter gear, the gear is idled so that an excessive load is not applied to the component parts. Such a torque limiter gear is mounted on a pedestal portion of a gear base having a shaft protruding from a pedestal portion, an upper gear fixed to the upper end of the shaft, a lower gear rotatably supported on the shaft, and the gear base. A friction member and a spring member disposed between the upper gear and the lower gear, and the spring member presses the lower gear against the friction material to cause friction between the lower gear and the base portion of the gear base. It is configured to slide.
このように構成されたディスプレイ装置においては、モータの回転がトルクリミッタギアの下歯車に入力されると、摩擦材と下歯車との間に働く摩擦力により、モータの回転がそのままギアベースおよび上歯車に伝達されるため、上歯車に噛合する他の歯車列を介してディスプレイ本体を低速で回転させることができる。また、停止中のディスプレイ本体を無理に押して動かそうとした場合など、回転駆動機構に過大な回転負荷が加わったときは、その回転負荷が摩擦材と下歯車との間の滑りによって低減されるため、回転駆動機構の構成部品に過大な負担が掛かることを防止できる。 In the display device configured as described above, when the rotation of the motor is input to the lower gear of the torque limiter gear, the rotation of the motor is directly performed by the friction force acting between the friction material and the lower gear. Since it is transmitted to the gear, the display main body can be rotated at a low speed via another gear train meshing with the upper gear. In addition, when an excessive rotational load is applied to the rotational drive mechanism, such as when the display main body is stopped and forced to move, the rotational load is reduced by slipping between the friction material and the lower gear. Therefore, it is possible to prevent an excessive burden from being applied to the components of the rotational drive mechanism.
ところで、前述したような回転駆動機構を備えたディスプレイ装置が車室内のダッシュボード上などに配設された状態で使用される場合や、タッチ入力式の表示パネルが用いられた場合、車の走行中の振動によってディスプレイ本体の表示画面がぶれてしまったり、タッチ操作時にディスプレイ本体がガタついて操作感触を悪化させてしまうといった不具合が発生する。これは減速歯車列の各歯車間に存在するバックラッシュに起因するものであり、減速歯車列の中にバックラッシュの除去を目的としたシザーズギアを入れれば、ディスプレイ本体のぶれやガタつきを防止することができる。 By the way, when the display device having the rotation driving mechanism as described above is used in a state where it is disposed on a dashboard in the vehicle interior, or when a touch input type display panel is used, the vehicle travels. There is a problem that the display screen of the display main body is shaken due to the vibration in the inside, or that the display main body rattles during a touch operation and deteriorates the operation feeling. This is due to the backlash that exists between the gears of the reduction gear train, and if a scissors gear for the purpose of removing the backlash is placed in the reduction gear train, the display body will be prevented from shaking and rattling. be able to.
すなわち、シザーズギアは、シャフトに同軸かつ相対回転可能に支持された２枚の歯車と、これら２枚の歯車を互いに反対方向へ回転付勢するバネ部材とを有しており、これら２つの歯車をディスプレイ本体の背面に固定した被駆動ギアに噛合すると共に、シザーズギアの一方の歯車と前述したトルクリミッタギアの上歯車とを噛合させれば、過大な回転負荷を低減できると共にディスプレイ本体のぶれやガタつきを防止することができる。しかしながら、トルクリミッタギアの上下２枚の歯車を支持するシャフトと、シザーズギアの２枚の歯車を支持する別のシャフトとを離れた位置に並設する必要があるため、回転駆動機構の全体が平面的に大型化してしまったり、歯車の総数が増えてコストアップになるという問題が発生する。 That is, the scissor gear has two gears that are coaxially supported on the shaft so as to be relatively rotatable, and a spring member that urges the two gears to rotate in directions opposite to each other. Engaging with the driven gear fixed on the back of the display body and engaging one gear of the scissor gear with the upper gear of the torque limiter gear described above can reduce excessive rotational load and reduce blurring and backlash of the display body. Can prevent sticking. However, since the shaft that supports the upper and lower two gears of the torque limiter gear and another shaft that supports the two scissors gears need to be arranged in parallel to each other, the entire rotational drive mechanism is flat. In some cases, the size is increased, and the total number of gears increases, resulting in an increase in cost.
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、その第１の目的は、簡単な構成で減速歯車列のバックラッシュを除去できると共に過負荷を低減することができる回転駆動機構を提供することにあり、第２の目的は、このような回転駆動機構を備えた車載用ディスプレイ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a state of the art, and a first object thereof is a rotary drive capable of removing backlash of a reduction gear train and reducing overload with a simple configuration. A second object is to provide a vehicle-mounted display device having such a rotational drive mechanism.
上記第１の目的を達成するために、本発明の回転駆動機構は、モータの回転力を減速歯車列を介して被駆動体に伝達し、前記減速歯車列が、前記被駆動体に固定された平歯車である被駆動ギアと、この被駆動ギアに噛合するシザーズギアと、前記モータから前記被駆動ギアまでの動力伝達経路中に設けられたトルクリミッタギアとを含んでいる回転駆動機構において、前記シザーズギアが、共通のシャフトに回転自在に支持された同径、同歯数の平歯車である第１ギアと第２ギア、および、これら第１ギアと第２ギアを互いに反対方向へ回転付勢する第１バネ部材とを有していると共に、前記トルクリミッタギアが、前記第２ギアと対向するように前記シャフトに回転自在に支持されて前記モータの動力で回転駆動されるクラッチギアと、このクラッチギアと前記第２ギアとの対向面に介設された中継部と、前記第２ギアを前記クラッチギアに圧接する方向に付勢する第２バネ部材とを有しており、常態では、前記第２ギアが前記中継部を介して前記クラッチギアと一体的に回転可能となっており、前記シザーズギアに対して所定以上の回転負荷が掛かったときに、前記クラッチギアの回転が前記中継部で遮断されて前記第２ギアに伝達されないようにした。 In order to achieve the first object, the rotational drive mechanism of the present invention transmits the rotational force of the motor to the driven body via the reduction gear train, and the reduction gear train is fixed to the driven body. In a rotary drive mechanism including a driven gear that is a spur gear, a scissors gear meshing with the driven gear, and a torque limiter gear provided in a power transmission path from the motor to the driven gear, The scissors gear is a spur gear of the same diameter and the same number of teeth that is rotatably supported on a common shaft, and the first gear and the second gear are rotated in opposite directions. And a clutch gear that is rotatably supported by the shaft and driven to rotate by the power of the motor, and the torque limiter gear is rotatably supported by the shaft so as to face the second gear. This It has a relay part interposed on the opposing surface of the clutch gear and the second gear, and a second spring member that urges the second gear in a direction in pressure contact with the clutch gear. The second gear is capable of rotating integrally with the clutch gear via the relay portion, and when the rotational load of a predetermined level or more is applied to the scissors gear, the rotation of the clutch gear is performed in the relay portion. So that it is not transmitted to the second gear.
このように構成された回転駆動機構では、シザーズギアの第１ギアと第２ギアのうち、クラッチギアに対向する第２ギアがトルクリミッタギアのクラッチ機能を兼用するため、必要とされるギア数を削減してコストの低減化を図ることができると共に、これら第１ギアと第２ギアおよびクラッチギアを共通のシャフトに同軸配置できるため、各ギアの配置スペースを集約して小型化を図ることができる。 In the rotational drive mechanism configured as described above, the second gear that is opposed to the clutch gear among the first gear and the second gear of the scissor gear also serves as the clutch function of the torque limiter gear. The first gear, the second gear, and the clutch gear can be coaxially arranged on a common shaft, thereby reducing the cost by consolidating the arrangement space of each gear. it can.
上記した構成の回転駆動機構において、クラッチギアと第２ギアとの対向面に摩擦材を介設して中継部としても良いが、この中継部が第２ギアと前記クラッチギアとの対向面にそれぞれ設けられた凹凸係合部であると共に、第２ギアは被駆動ギアとの噛合が外れない範囲でシャフトの軸方向に移動可能に支持されており、シザーズギアに対して所定以上の回転負荷が掛かったときに、第２ギアが第２バネ部材の付勢力に抗してクラッチギアから離れる方向へ移動することにより、凹凸係合部の係合が解除されてクラッチギアの回転を遮断するように構成すると、被駆動体を大きなトルクで回転させることができて好ましい。また、過負荷によって凹凸係合部の係合が解除される際に、第２ギアは被駆動ギアとの噛合を維持したままクラッチギアから離れるため、トルクリミッタギアがクラッチ作動するときも、シザーズギアの機能が損なわれることを防止できる。 In the rotary drive mechanism having the above-described configuration, a friction material may be provided on the facing surface of the clutch gear and the second gear to serve as a relay portion, but this relay portion is provided on the facing surface of the second gear and the clutch gear. The second gear is supported so as to be movable in the axial direction of the shaft within a range where the engagement with the driven gear is not disengaged, and a rotational load greater than a predetermined value is applied to the scissors gear. When engaged, the second gear moves away from the clutch gear against the urging force of the second spring member, so that the engagement of the concave and convex engaging portions is released and the rotation of the clutch gear is blocked. This configuration is preferable because the driven body can be rotated with a large torque. Further, when the engagement of the concave-convex engaging portion is released due to an overload, the second gear is separated from the clutch gear while maintaining the meshing with the driven gear, so that the scissor gear is also used when the torque limiter gear is operated. It can prevent that the function of is impaired.
上記第２の目的を達成するために、本発明の車載用ディスプレイ装置は、車室内の設置母材上に被駆動体としてのディスプレイ本体が固定軸を中心に回転可能に支持されており、このディスプレイ本体が上記構成の回転駆動機構によって回転動作されるようにした。 In order to achieve the second object described above, in the vehicle-mounted display device of the present invention, a display main body as a driven body is supported on an installation base material in a vehicle compartment so as to be rotatable around a fixed shaft. The display main body is rotated by the rotation driving mechanism having the above configuration.
このように構成された車載用ディスプレイ装置では、ディスプレイ本体を回転動作させる回転駆動機構の減速歯車列が、ディスプレイ本体に固定された被駆動ギアに噛合するシザーズギアと、このシザーズギアとモータとの間に介在されたトルクリミッタギアとを含んでいるため、減速歯車列のバックラッシュを除去してディスプレイ本体のぶれやガタつきを防止することができると共に、回転動作中や停止中のディスプレイ本体に過大な負荷や不自然な負荷が加わったとしても、その過負荷を低減して回転駆動機構の構成部品の破損を防止することができる。また、シザーズギアの第１ギアと第２ギアのうち、クラッチギアに対向する第２ギアがトルクリミッタギアのクラッチ機能を兼用するため、必要とされるギア数を削減してコストの低減化を図ることができると共に、これら第１ギアと第２ギアおよびクラッチギアを共通のシャフトに同軸配置できるため、各ギアの配置スペースを集約して回転駆動機構の小型化を図ることができる。 In the in-vehicle display device configured as described above, the reduction gear train of the rotation driving mechanism that rotates the display main body includes a scissors gear that meshes with a driven gear fixed to the display main body, and the scissors gear and the motor. Because it includes an intervening torque limiter gear, the backlash of the reduction gear train can be removed to prevent the display body from shaking and rattling, and the display body during rotating operation or stopped can be overloaded. Even if a load or an unnatural load is applied, the overload can be reduced to prevent the components of the rotary drive mechanism from being damaged. Moreover, since the 2nd gear which opposes a clutch gear also serves as the clutch function of a torque limiter gear among the 1st gears and 2nd gears of a scissors gear, it reduces the number of required gears and aims at reduction of cost. In addition, since the first gear, the second gear, and the clutch gear can be coaxially arranged on a common shaft, it is possible to reduce the size of the rotary drive mechanism by consolidating the arrangement space of each gear.
上記した構成の車載用ディスプレイ装置において、ディスプレイ本体の背面に固定された被駆動ギアが歯車部と非歯車部とを有しており、この非歯車部の外周面が固定軸を中心とする円弧状に形成されていると共に、非歯車部の外周面に付勢ローラが圧接されていると、被駆動ギアと固定軸との間のガタを緩和することができる。 In the on-vehicle display device having the above-described configuration, the driven gear fixed to the back surface of the display body has a gear portion and a non-gear portion, and the outer peripheral surface of the non-gear portion is a circle centered on the fixed shaft. When the urging roller is pressed against the outer peripheral surface of the non-gear portion while being formed in an arc shape, play between the driven gear and the fixed shaft can be reduced.
本発明の回転駆動機構によれば、簡単な構成で減速歯車列のバックラッシュを除去できると共に、過負荷に起因する破損を低減することができる。また、本発明の車載用ディスプレイ装置によれば、簡単な構成でディスプレイ本体のぶれやガタつきを防止することができると共に、過負荷を低減して回転駆動機構の構成部品の破損を防止することができる。 According to the rotary drive mechanism of the present invention, it is possible to remove the backlash of the reduction gear train with a simple configuration, and it is possible to reduce the damage caused by the overload. In addition, according to the in-vehicle display device of the present invention, it is possible to prevent the display main body from shaking and rattling with a simple configuration, and to reduce overload and prevent damage to the components of the rotary drive mechanism. Can do.
発明の実施の形態について図面を参照して説明すると、図１に示すように、本発明の実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置は、ＬＣＤや有機ＥＬ等からなる表示パネルが保持されたディスプレイ本体１と、このディスプレイ本体１を固定軸２の軸回りに回転動作させる回転駆動機構３とを備えている。 An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, an in-vehicle display device according to an embodiment of the present invention includes a display main body holding a display panel made of an LCD, an organic EL, or the like. 1 and a rotation drive mechanism 3 that rotates the display body 1 about the axis of the fixed shaft 2.
ディスプレイ本体１は横長矩形状の可動モニタであり、図示せぬが、ディスプレイ本体１の前面に表示パネルの表示画面が露出するようになっている。ディスプレイ本体１の裏面中央部には被駆動ギア４が複数本のネジを用いて固定されており、この被駆動ギア４が固定軸２に回転可能に支持されている。固定軸２の下端部はダッシュボード等の車両の設置母材側に固定されており、この設置母材上に固定された収納ボックス５の内部に回転駆動機構３が配設されている。 The display main body 1 is a horizontally long movable monitor. Although not shown, the display screen of the display panel is exposed on the front surface of the display main body 1. A driven gear 4 is fixed to the center of the back surface of the display main body 1 using a plurality of screws, and the driven gear 4 is rotatably supported on the fixed shaft 2. The lower end portion of the fixed shaft 2 is fixed to the installation base material side of the vehicle such as a dashboard, and the rotation drive mechanism 3 is disposed inside the storage box 5 fixed on the installation base material.
図２に示すように、回転駆動機構３は、駆動源であるモータ６と、モータ６の出力軸に固着されたウォームギア７と、ウォームギア７に噛合するクラッチギア８と、クラッチギア８に同軸配置された第１ギア９および第２ギア１０と、これら３つのギア８，９，１０を回転可能に支持するシャフト１１と、第１ギア９および第２ギア１０に噛合する前述した被駆動ギア４等を備えており、これら各部品によってモータ６の回転を減速してディスプレイ本体１に伝達する減速歯車列が構成されている。以下、この減速歯車列について、図３〜図６を参照しつつ詳細に説明する。 As shown in FIG. 2, the rotary drive mechanism 3 includes a motor 6 as a drive source, a worm gear 7 fixed to the output shaft of the motor 6, a clutch gear 8 meshing with the worm gear 7, and a coaxial arrangement with the clutch gear 8. The first gear 9 and the second gear 10, the shaft 11 that rotatably supports the three gears 8, 9, 10, and the driven gear 4 that meshes with the first gear 9 and the second gear 10. These components constitute a reduction gear train that decelerates the rotation of the motor 6 and transmits it to the display body 1. Hereinafter, the reduction gear train will be described in detail with reference to FIGS.
シャフト１１の上下両端は収納ボックス５に固定されており、シャフト１１の中央部よりも下部側には中空シャフト１２が嵌め込まれている。この中空シャフト１２の上端には円板状の鍔部１２ａが形成されており、鍔部１２ａは第１ギア９と第２ギア１０との間に配置されている。 The upper and lower ends of the shaft 11 are fixed to the storage box 5, and the hollow shaft 12 is fitted on the lower side of the central portion of the shaft 11. A disc-shaped flange 12 a is formed at the upper end of the hollow shaft 12, and the flange 12 a is disposed between the first gear 9 and the second gear 10.
ウォームギア７に噛合するクラッチギア８ははす歯歯車（ウォームホイール）であり、このクラッチギア８は中空シャフト１２に回転可能に支持されている。クラッチギア８の上面には円周方向に沿って凹部と凸部を交互に連続させた凹凸係合部８ａが形成されており、この凹凸係合部８ａは第２ギア１０の下面に対向している。 The clutch gear 8 meshing with the worm gear 7 is a helical gear (worm wheel), and the clutch gear 8 is rotatably supported by the hollow shaft 12. On the upper surface of the clutch gear 8, there is formed a concave / convex engaging portion 8a in which concave portions and convex portions are alternately continued along the circumferential direction. The concave / convex engaging portion 8a faces the lower surface of the second gear 10. ing.
第１ギア９と第２ギア１０は同径かつ同歯数の平歯車であり、第１ギア９はシャフト１１の上部に回転可能に支持されると共に、抜け止めリング等によって上方への移動が規制されている。第１ギア９の下面には一対の円弧状突起９ａが形成されており、これら円弧状突起９ａは所定間隔を存して同一円周上に配置されている。第２ギア１０はウォームギア７よりも上方で中空シャフト１２に回転可能に支持されており、この第２ギア１０の上面には一対の円弧状突起１０ａが形成されている。これら円弧状突起１０ａも所定間隔を存して同一円周上に配置されており、その円周上において、一対の円弧状突起９ａの間に一対の円弧状突起１０ａが隙間を有する状態でそれぞれ配置されている。これにより、第２ギア１０の第１ギア９に対するシャフト１１の軸線方向への移動が許容された上で、第１ギア９と第２ギア１０との間の相対的回転も許容されるようになっている。 The first gear 9 and the second gear 10 are spur gears having the same diameter and the same number of teeth. The first gear 9 is rotatably supported on the upper portion of the shaft 11 and is moved upward by a retaining ring or the like. It is regulated. A pair of arc-shaped protrusions 9a are formed on the lower surface of the first gear 9, and these arc-shaped protrusions 9a are arranged on the same circumference with a predetermined interval. The second gear 10 is rotatably supported by the hollow shaft 12 above the worm gear 7, and a pair of arcuate protrusions 10 a are formed on the upper surface of the second gear 10. These arc-shaped projections 10a are also arranged on the same circumference with a predetermined interval, and on the circumference, a pair of arc-shaped projections 10a have a gap between the pair of arc-shaped projections 9a. Has been placed. As a result, the second gear 10 is allowed to move in the axial direction of the shaft 11 with respect to the first gear 9, and the relative rotation between the first gear 9 and the second gear 10 is also allowed. It has become.
第１ギア９の下面中央から下方へ突出する軸部９ｂには捩じりコイルばね１３が巻回されており、この捩じりコイルばね１３の両端部は第１ギア９の円弧状突起９ａと第２ギア１０の円弧状突起１０ａに掛止めされている。これにより第１ギア９と第２ギア１０は捩じりコイルばね１３の弾発力を受けて互いに反対方向へ回転付勢されており、これら第１ギア９と第２ギア１０および捩じりコイルばね１３によってシザーズギアが構成されている。 A torsion coil spring 13 is wound around a shaft portion 9 b that protrudes downward from the center of the lower surface of the first gear 9, and both ends of the torsion coil spring 13 are arcuate protrusions 9 a of the first gear 9. And is hooked on the arcuate protrusion 10a of the second gear 10. As a result, the first gear 9 and the second gear 10 receive the elastic force of the torsion coil spring 13 and are urged to rotate in opposite directions. The first gear 9 and the second gear 10 and the torsion are twisted. A scissors gear is constituted by the coil spring 13.
第２ギア１０の下面には円周方向に沿って凹部と凸部を交互に連続させた凹凸係合部１０ｂが形成されており、この凹凸係合部１０ｂはクラッチギア８の上面に形成された凹凸係合部８ａに対向している。ここで、第２ギア１０の凹凸係合部１０ｂが第２ギア側対向面となり、クラッチギア８の凹凸係合部８ａがクラッチギア側対向面となり、これら両対向面が動力の伝達と遮断を行う中継部を構成している。また、第２ギア１０の内底面から上方へ突出する軸部１０ｃには圧縮コイルばね１４が巻回されており、この圧縮コイルばね１４の両端部は中空シャフト１２の鍔部１２ａと第２ギア１０の内底面に当接している。これにより第２ギア１０は圧縮コイルばね１４の弾発力を受けてクラッチギア８に圧接する方向に付勢されており、これらクラッチギア８と第２ギア１０および圧縮コイルばね１４によってトルクリミッタギアが構成されている。 A concave / convex engaging portion 10b is formed on the lower surface of the second gear 10 so that concave portions and convex portions are alternately continued along the circumferential direction. The concave / convex engaging portion 10b is formed on the upper surface of the clutch gear 8. It faces the uneven engaging portion 8a. Here, the concave / convex engaging portion 10b of the second gear 10 serves as the second gear side facing surface, and the concave / convex engaging portion 8a of the clutch gear 8 serves as the clutch gear side facing surface. The relay part to perform is comprised. A compression coil spring 14 is wound around a shaft portion 10c that protrudes upward from the inner bottom surface of the second gear 10, and both ends of the compression coil spring 14 are connected to the flange portion 12a of the hollow shaft 12 and the second gear. 10 is in contact with the inner bottom surface. As a result, the second gear 10 is biased in the direction in which it is pressed against the clutch gear 8 by receiving the elastic force of the compression coil spring 14, and the torque limiter gear is driven by the clutch gear 8, the second gear 10 and the compression coil spring 14. Is configured.
すなわち、常態では、クラッチギア８と第２ギア１０の凹凸係合部８ａ，１０ｂが互いに嵌り合って係合しているため、クラッチギア８と第２ギア１０は一体的に回転可能となっている。一方、モータ６からディスプレイ本体１に至る動力伝達経路に所定以上の回転負荷が掛かると、第２ギア１０が圧縮コイルばね１４の弾発力に抗してクラッチギア８から離れる方向へ移動し、それに伴ってクラッチギア８と第２ギア１０の凹凸係合部８ａ，１０ｂどうしの係合が解除されるため、クラッチギア８の回転は第２ギア１０に伝達されなくなる。なお、第１ギア９の下面と第２ギア１０の上面との間、および空シャフト１２の鍔部１２ａと第２ギア１０の軸部１０ｃとの間には、第２ギア１０の上下動を許容するスペースＳが確保されている（図４参照）。 That is, in the normal state, since the concave and convex engaging portions 8a and 10b of the clutch gear 8 and the second gear 10 are fitted and engaged with each other, the clutch gear 8 and the second gear 10 can rotate integrally. Yes. On the other hand, when a predetermined or greater rotational load is applied to the power transmission path from the motor 6 to the display body 1, the second gear 10 moves away from the clutch gear 8 against the resilient force of the compression coil spring 14, Along with this, the engagement between the concave and convex engaging portions 8 a and 10 b of the clutch gear 8 and the second gear 10 is released, so that the rotation of the clutch gear 8 is not transmitted to the second gear 10. The vertical movement of the second gear 10 is performed between the lower surface of the first gear 9 and the upper surface of the second gear 10 and between the flange portion 12a of the empty shaft 12 and the shaft portion 10c of the second gear 10. An allowable space S is secured (see FIG. 4).
被駆動ギア４は減速歯車列の最終段ギアであり、この被駆動ギア４は歯車部４ａと非歯車部４ｂを有している。歯車部４ａは固定軸２を軸中心とする欠歯歯車として形成されており、この歯車部４ａに対して第１ギア９と第２ギア１０の両方が噛合されている。非歯車部４ｂは固定軸２を中心として半円筒状に形成されており、歯車部４ａは非歯車部４ｂの外周面から径方向へ突出するように形成されている。また、図１に示すように、収納ボックス５の天板部にはゴムローラ１５が支持されており、このゴムローラ１５は非歯車部４ｂの外周面に圧接されている。 The driven gear 4 is the final stage gear of the reduction gear train, and the driven gear 4 has a gear portion 4a and a non-gear portion 4b. The gear portion 4a is formed as an intermittent gear having the fixed shaft 2 as the center, and both the first gear 9 and the second gear 10 are meshed with the gear portion 4a. The non-gear portion 4b is formed in a semi-cylindrical shape with the fixed shaft 2 as the center, and the gear portion 4a is formed so as to protrude in the radial direction from the outer peripheral surface of the non-gear portion 4b. Further, as shown in FIG. 1, a rubber roller 15 is supported on the top plate portion of the storage box 5, and the rubber roller 15 is pressed against the outer peripheral surface of the non-gear portion 4b.
このように構成された車載用ディスプレイ装置において、ディスプレイ本体１が表示画面を車室内のユーザに向けた任意角度で停止しているとき、回転駆動機構３の駆動源であるモータ６は停止しており、ディスプレイ本体１の表示画面に地図情報などの各種情報が表示されるようになっている。その際、回転駆動機構３の減速歯車列にシザーズギア（第１ギア９と第２ギア１０および捩じりコイルばね１３）が含まれており、このシザーズギアによって減速歯車列のバックラッシュが除去されるため、車の走行中の振動でディスプレイ本体１の表示画面がぶれてしまうことを防止できる。また、タッチ入力式の表示パネルを用いたとしても、ディスプレイ本体１のガタつきを防止して操作感触を良好にすることができる。 In the vehicle-mounted display device configured as described above, when the display body 1 is stopped at an arbitrary angle with the display screen directed toward the user in the vehicle interior, the motor 6 that is the drive source of the rotation drive mechanism 3 is stopped. Various information such as map information is displayed on the display screen of the display main body 1. At this time, the reduction gear train of the rotation drive mechanism 3 includes scissors gears (first gear 9 and second gear 10 and torsion coil spring 13), and the backlash of the reduction gear train is removed by this scissors gear. For this reason, it is possible to prevent the display screen of the display main body 1 from being shaken by vibration during traveling of the car. Even if a touch input type display panel is used, it is possible to prevent the display main body 1 from rattling and to improve the operation feeling.
そして、ディスプレイ本体１の停止状態でモータ６を始動させると、モータ６の回転がウォームギア７、クラッチギア８、第２ギア１０、第１ギア９および被駆動ギア４に順次伝達されて、ディスプレイ本体１が固定軸２の軸回りに回転動作するため、モータ６の回転量と回転方向に応じてディスプレイ本体１の表示画面をユーザの見やすい角度に調整することができる。なお、モータ６の駆動制御はユーザのリモコン操作によって行うことが可能であるが、車両に太陽光の入射方向を検出可能な外光センサや、ユーザの視線方向を検出可能な視線検出センサなどを設けておき、これらセンサの検出結果に基づいてモータ６を駆動することも可能であり、その場合は、センサとの連動でディスプレイ本体１を最適な角度に自動調整することができる。 When the motor 6 is started while the display main body 1 is stopped, the rotation of the motor 6 is sequentially transmitted to the worm gear 7, the clutch gear 8, the second gear 10, the first gear 9, and the driven gear 4 to display the display main body. Since 1 rotates around the axis of the fixed shaft 2, the display screen of the display main body 1 can be adjusted to an angle that is easy for the user to see according to the rotation amount and the rotation direction of the motor 6. The drive control of the motor 6 can be performed by a user's remote control operation, but an external light sensor that can detect the incident direction of sunlight on the vehicle, a line-of-sight detection sensor that can detect the user's line-of-sight direction, and the like. It is also possible to drive the motor 6 based on the detection results of these sensors. In this case, the display main body 1 can be automatically adjusted to an optimum angle in conjunction with the sensors.
ここで、回転動作中のディスプレイ本体１に回転を停止させるような過大な負荷が加わった場合、例えば、回転動作中のディスプレイ本体１がユーザの手等の障害物に接触してしまったときは、第２ギア１０が圧縮コイルばね１４の弾発力に抗してクラッチギア８から離れる方向へ移動することで、クラッチギア８と第２ギア１０の凹凸係合部８ａ，１０ｂどうしの係合が解除されて、クラッチギア８の回転が第２ギア１０に伝達されなくなるため、トルクリミッタギアがクラッチ動作して回転駆動機構３の構成部品の破損を防止することができる。 Here, when an excessive load that stops the rotation is applied to the rotating display main body 1, for example, when the rotating display main body 1 comes into contact with an obstacle such as a user's hand. When the second gear 10 moves away from the clutch gear 8 against the elastic force of the compression coil spring 14, the engagement between the concave and convex engaging portions 8a and 10b of the clutch gear 8 and the second gear 10 is achieved. Is released, and the rotation of the clutch gear 8 is not transmitted to the second gear 10, so that the torque limiter gear operates as a clutch to prevent the components of the rotational drive mechanism 3 from being damaged.
また、停止中のディスプレイ本体１をユーザが過剰な力で無理に回転させようとした場合、第２ギア１０が圧縮コイルばね１４の弾発力に抗してクラッチギア８から離れる方向へ移動することで、その回転負荷が第２ギア１０とクラッチギア８との間で吸収されるため、この場合もトルクリミッタギアがクラッチ動作して回転駆動機構３の構成部品の破損を防止することができる。 Further, when the user tries to forcefully rotate the display main body 1 being stopped with an excessive force, the second gear 10 moves away from the clutch gear 8 against the elastic force of the compression coil spring 14. Thus, since the rotational load is absorbed between the second gear 10 and the clutch gear 8, the torque limiter gear can also act as a clutch to prevent damage to the components of the rotation drive mechanism 3 in this case. .
以上説明したように、本実施形態例に係る回転駆動機構３では、減速歯車列にシザーズギアとトルクリミッタギアを含ませることにより、バックラッシュの除去と過負荷の低減という両機能を発揮させることができるだけでなく、シザーズギアの２つのギアのうち、クラッチギア８に対向する第２ギア１０がトルクリミッタギアのクラッチ機能を兼用しているため、必要とされるギア数を削減してコストの低減化を図ることができる。しかも、シザーズギアとトルクリミッタギアに必要な３つのギア、すなわち、第１ギア９と第２ギア１０およびクラッチギア８を全て共通のシャフト１１に同軸配置できるため、各ギア８，９，１０の配置スペースを集約して小型化を図ることができる。 As described above, in the rotational drive mechanism 3 according to the present embodiment, by including the scissor gear and the torque limiter gear in the reduction gear train, it is possible to exhibit both functions of backlash removal and overload reduction. Not only can the second gear 10 that faces the clutch gear 8 of the two scissor gears also serve as the clutch function of the torque limiter gear, thus reducing the number of required gears and reducing costs. Can be achieved. In addition, the three gears necessary for the scissors gear and the torque limiter gear, that is, the first gear 9, the second gear 10, and the clutch gear 8 can be coaxially arranged on the common shaft 11, so that the arrangement of the gears 8, 9, 10 is possible. It is possible to reduce the size by consolidating the space.
また、本実施形態例に係る回転駆動機構３では、トルクリミッタギアを構成するクラッチギア８と第２ギア１０の対向面にそれぞれ凹凸係合部８ａ，１０ｂを形成し、これら凹凸係合部８ａ，１０ｂの係合によってクラッチギア８と第２ギア１０が一体的に回転するようになっているため、クラッチギア８と第２ギア１０の対向面に摩擦材を介設したタイプのトルクリミッタギアに比べると、被駆動体（ディスプレイ本体１）を大きなトルクで回転動作させることができる。しかも、過大な回転負荷によってクラッチギア８と第２ギア１０の凹凸係合部８ａ，１０ｂが係合解除される際に、第２ギア１０が被駆動ギア４との噛合を維持したままクラッチギア８から離れるようになっているため、トルクリミッタギアがクラッチ作動するときもシザーズギアの機能を維持することができる。 Further, in the rotary drive mechanism 3 according to the present embodiment example, the concave and convex engaging portions 8a and 10b are formed on the opposing surfaces of the clutch gear 8 and the second gear 10 constituting the torque limiter gear, respectively, and the concave and convex engaging portions 8a. , 10b, the clutch gear 8 and the second gear 10 are rotated together, so that a torque limiter gear of a type in which a friction material is interposed between the opposing surfaces of the clutch gear 8 and the second gear 10 is used. As compared with, the driven body (display main body 1) can be rotated with a large torque. In addition, when the engagement portions 8a and 10b of the clutch gear 8 and the second gear 10 are disengaged due to an excessive rotational load, the clutch gear is maintained while the second gear 10 remains engaged with the driven gear 4. Since it is separated from 8, the function of the scissors gear can be maintained even when the torque limiter gear is operated as a clutch.
また、本実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置では、上記したような回転駆動機構３を用いてディスプレイ本体１を回転動作するようにしたので、回転駆動機構３のギア間のバックラッシュを除去してディスプレイ本体１のぶれやガタつきを防止することができると共に、回転動作中や停止中のディスプレイ本体１に過大な負荷や不自然な負荷が加わったとしても、その過負荷を低減して回転駆動機構３の構成部品の破損を防止することができる。 Moreover, in the vehicle-mounted display device according to the present embodiment, the display main body 1 is rotated using the rotation drive mechanism 3 as described above, so that backlash between the gears of the rotation drive mechanism 3 is removed. The display body 1 can be prevented from shaking and rattling, and even if an excessive load or unnatural load is applied to the display body 1 that is rotating or stopped, the display body 1 can be rotated to reduce the overload. Damage to the components of the drive mechanism 3 can be prevented.
また、本実施形態例に係る車載用ディスプレイ装置では、ディスプレイ本体１の裏面に固定された被駆動ギア４が歯車部４ａと非歯車部４ｂとを有しており、この非歯車部４ｂの外周面を固定軸２を中心とする円弧状に形成すると共に、非歯車部４ｂの外周面にゴムローラ１５を圧接させているため、被駆動ギア４と固定軸２との間のガタを緩和することができると共に、ウォームギア７とクラッチギア８間に残るバックラッシュの影響を緩和することができる。 In the in-vehicle display device according to the present embodiment, the driven gear 4 fixed to the back surface of the display main body 1 has a gear portion 4a and a non-gear portion 4b, and the outer periphery of the non-gear portion 4b. Since the surface is formed in an arc shape with the fixed shaft 2 as the center, and the rubber roller 15 is pressed against the outer peripheral surface of the non-gear portion 4b, the play between the driven gear 4 and the fixed shaft 2 is alleviated. In addition, the influence of backlash remaining between the worm gear 7 and the clutch gear 8 can be reduced.
なお、上記実施形態例では、本発明による回転駆動機構３を車載用ディスプレイ装置に適用した場合について説明したが、本発明の回転駆動機構３は車載用ディスプレイ装置以外の各種装置、例えば、電動ルームミラーや電動サンルーフなどの車載用機器、あるいは、電動チルト式ディスプレイ装置や電動リクライニングシートなどの一般機器にも適用可能である。 In the above embodiment, the case where the rotation drive mechanism 3 according to the present invention is applied to an in-vehicle display device has been described. However, the rotation drive mechanism 3 according to the present invention is applicable to various devices other than the in-vehicle display device, for example, an electric room. It can also be applied to in-vehicle devices such as mirrors and electric sunroofs, or general devices such as electric tilt display devices and electric reclining seats.
１ ディスプレイ本体（被駆動体）
２ 固定軸
３ 回転駆動機構
４ 被駆動ギア
４ａ 歯車部
４ｂ 非歯車部
５ 収納ボックス
６ モータ
７ ウォームギア
８ クラッチギア
８ａ 凹凸係合部（中継部）
９ 第１ギア
９ａ 円弧状突起
９ｂ 軸部
１０ 第２ギア
１０ａ 円弧状突起
１０ｂ 凹凸係合部（中継部）
１０ｃ 軸部
１１ シャフト
１２ 中空シャフト
１２ａ 鍔部
１３ 捩じりコイルばね（第１バネ部材）
１４ 圧縮コイルばね（第２バネ部材）
１５ ゴムローラ（付勢ローラ）
Ｓ スペース
1 Display body (driven body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Fixed shaft 3 Rotation drive mechanism 4 Driven gear 4a Gear part 4b Non-gear part 5 Storage box 6 Motor 7 Worm gear 8 Clutch gear 8a Concavity and convexity engagement part (relay part)
9 First gear 9a Arc-shaped projection 9b Shaft portion 10 Second gear 10a Arc-shaped projection 10b Concavity and convexity engagement portion (relay portion)
10c Shaft part 11 Shaft 12 Hollow shaft 12a Ridge part 13 Torsion coil spring (first spring member)
14 Compression coil spring (second spring member)
15 Rubber roller (biasing roller)
S space
Claims (4)
前記シザーズギアが、共通のシャフトに回転自在に支持された同径、同歯数の平歯車である第１ギアと第２ギア、および、これら第１ギアと第２ギアを互いに反対方向へ回転付勢する第１バネ部材とを有していると共に、前記トルクリミッタギアが、前記第２ギアと対向するように前記シャフトに回転自在に支持されて前記モータの動力で回転駆動されるクラッチギアと、このクラッチギアと前記第２ギアとの対向面に介設された中継部と、前記第２ギアを前記クラッチギアに圧接する方向に付勢する第２バネ部材とを有しており、
常態では、前記第２ギアが前記中継部を介して前記クラッチギアと一体的に回転可能となっており、前記シザーズギアに対して所定以上の回転負荷が掛かったときに、前記クラッチギアの回転が前記中継部で遮断されて前記第２ギアに伝達されないようにしたことを特徴とする回転駆動機構。 The rotational force of the motor is transmitted to a driven body via a reduction gear train, and the driven gear is a spur gear fixed to the driven body, and a scissor gear that meshes with the driven gear. A rotary drive mechanism including a torque limiter gear provided in a power transmission path from the motor to the driven gear;
The scissors gear is a spur gear of the same diameter and the same number of teeth that is rotatably supported on a common shaft, and the first gear and the second gear are rotated in opposite directions. And a clutch gear that is rotatably supported by the shaft and driven to rotate by the power of the motor, and the torque limiter gear is rotatably supported by the shaft so as to face the second gear. A relay portion interposed between the opposing surfaces of the clutch gear and the second gear, and a second spring member that urges the second gear in a direction in pressure contact with the clutch gear.
In a normal state, the second gear can rotate integrally with the clutch gear via the relay portion, and the clutch gear rotates when a predetermined rotational load is applied to the scissors gear. A rotation drive mechanism characterized in that it is blocked by the relay portion and is not transmitted to the second gear.
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