面板姿势变更装置及具有面板姿势变更装置的电子设备 【技术领域】
本发明涉及一种使液晶显示器面板(LCD面板)、面板状扬声器或操作盘等面板向所希望的方向配向的技术，特别是涉及在设备主体的前端具有上述种类的面板的车载用电子设备所适用的面板姿势变更装置。
背景技术
以往，作为汽车音响及汽车导航系统等车载用电子设备，公知在车辆内固定的设备主体的前端设置具有LCD等显示面板或显示画面的操作面板。但是，这种电子设备大多配置在车辆内的中心控制台上，因此坐在驾驶席及副驾驶席上的用户无法从正面观察面板面(显示画面等)，需要从倾斜的方向观察面板面。因此，用于扩大显示画面的视角的研究从未间断。然而，即使扩大了显示画面的视角，在面板具有操作部时，需要从驾驶席等从倾斜的方向操作该操作部，因此在提高操作性方面还有改善的余地。
因此，公知有为了提高设置在面板上的操作部的操作性和显示画面的可视性而能够向上下左右改变面板朝向的装置。
例如，公知有如下的车载设备：通过驱动机构连接设备主体和支撑面板的支架，通过该驱动机构的动作向上下左右改变支架和由该支架支撑的面板的朝向(专利文献1)。
专利文献1：日本特开2007-245930号公报
然而，根据专利文献1所述的车载设备，用于改变面板朝向的驱动机构由复杂的凸轮机构构成，该凸轮机构以与支架连接的二个一组的臂为从动节，通过正反旋转的凸轮板使该臂对进行确定的动作，上述凸轮机构设置在设备主体的左右两侧，因此部件数量增多，并且其配置占据空间，难以实现装置的小型化、低成本化。
此外，在构成驱动机构的凸轮板上连续地形成有用于使臂对进行确定的动作的曲线状凸轮槽，因此设计难度变大，组装所有部件所需的时间也变长。
进而，根据专利文献1，例如在面板向前后方向倾斜的状态下使面板面朝向左右方向时，面板不是在向前后方向倾斜的状态下直接朝向左右方向，而是经由直立状态后再朝向左右方向。即，在专利文献1中，无法同时进行向上下方向和左右方向改变面板面朝向的动作，面板面的朝向被限定在上下方向和左右方向中的仅一个方向上。因此，在观察点位于面板面的斜上方时，面板面无法正对着观察点，存在该观察点对面板面的可视性变差的问题。
【发明内容】
本发明是鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种结构简单的面板姿势变更装置，即使在例如车辆内的中心控制台上配置有带面板的电子设备时，也能够与用户的位置无关地良好地取得来自面板的输出(影像、声音等)，还能够良好地进行所需的操作。
为了实现上述目的，本发明的特征在于，包括：可动基座(4)，绕第一支点轴(Sx)转动；和面板支架(6)，保持面板(2)，并且经由与第一支点轴(Sx)正交的第二支点轴(Sy)能够转动地与可动基座(4)连接，可动基座(4)具有用于使面板支架(6)绕第二支点轴(Sy)转动的支架驱动机构(5)。
此外，本发明的特征在于，支架驱动机构(5)包括：作动板(52)，在可动基座(4)与面板支架(6)之间起伏；旋转驱动源(可逆马达53)，产生用于使作动板(52)起伏的动力；以及传动部(54)，将旋转驱动源(53)的旋转运动变换并传动为作动板(52)的起伏运动，在作动板(52)因传动部(54)的传动而竖立时，面板支架(6)绕第二支点轴(Sy)转动，作动板(52)地竖立侧向前方突出。
此外，本发明的面板姿势变更装置的特征在于，包括：固定基座(4)；和面板支架(6)，保持面板(2)，并且经由支点轴(Sy)能够转动地与固定基座(4)连接，固定基座(4)具有用于使面板支架(6)绕支点轴(Sy)转动的支架驱动机构(5)，该支架驱动机构(5)包括：作动板(52)，在固定基座(4)与面板支架(6)之间起伏；旋转驱动源(可逆马达53)，产生用于使作动板(52)起伏的动力；以及传动部(54)，将旋转驱动源(53)的旋转运动变换并传动为作动板(52)的起伏运动而进行传动，在作动板(52)因传动部(54)的传动而竖立时，面板支架(6)绕支点轴(Sy)转动，作动板(52)的竖立侧向前方突出。
进而，本发明的特征在于，面板(2)具有显示图像的显示部(21)，面板(2)能够相对于面板支架(6)装拆自如。
此外，本发明提供一种电子设备，其特征在于，包括上述结构的面板姿势变更装置，面板(2)位于设备主体(1)的一端部。
根据本发明，保持面板的面板支架经由与第一支点轴正交的第二支点轴能够转动地连接在绕第一支点轴转动的可动基座上，该面板支架通过设置在可动基座上的支架驱动机构绕第二支点轴转动，因此在面板面朝向上下方向和左右方向中的任意方向的状态下，能够直接使该面板面朝向其他方向。从而，即使在具有面板的电子设备的主体例如固定在汽车的中心控制台上的情况下，也能够使该面板面朝向右上、左上而从驾驶席或副驾驶席等良好地取得(观察影像及听取声音)来自面板的输出，也能够良好地进行所需的操作。
此外，由于能够同时进行可动基座的转动和面板支架的转动，因此能够迅速地向所希望的方向改变面板面的朝向。
进而，由于支架驱动机构设置在可动基座或固定基座上，因此能够将该可动基座(固定基座)和支架驱动机构作为一个单元而容易地组装在电子设备上，并且支架驱动机构具有在可动基座(固定基座)和面板支架之间起伏的作动板，且保持面板的面板支架通过该起伏进行转动，因此能够将面板姿势变更装置整体形成为薄型的小型结构。
进而，由于面板具有用于显示图像的显示部，因此即使显示部的视角狭窄，也能够从正对方向良好地观察该显示部的显示图像，并且面板能够相对于面板支架装拆自如，因此能够防止因后安装面板而导致在生产和组装装置时损坏面板。
【附图说明】
图1是表示具有本发明的面板姿势变更装置的带面板电子设备的透视图。
图2是表示面板面朝向上方的状态的透视图。
图3是表示面板面朝向右方的状态的透视图。
图4是表示面板面朝向右上方的状态的透视图。
图5是表示设备主体的内部结构的概略俯视图。
图6是表示搭载有支架驱动机构的可动基座的正视图。
图7是表示可动基座转动的状态的说明图。
图8是表示支架驱动结构的动作说明图。
图9是表示在可动基座上连接有面板支架的状态的横截面图。
图10是表示面板支架转动的状态的说明图。
图11是表示面板支架的正视图。
图12是表示面板的后视图。
图13是表示在面板支架上保持有面板的状态的概略侧视图。
图14是表示保持在面板支架上的面板的局部的局部放大图。
图15是表示面板从面板支架脱离的状态的说明图。
图16是表示本发明的变更例的概略图。
【具体实施方式】
以下，根据附图详细说明本发明。图1是具有本发明的面板姿势变更装置的电子设备的透视图。在图1中，电子设备是车载用AV(AudioVisual，音频/视频)装置，1是在车辆内的中心控制台等中埋入的设备主体，2是设置于设备主体1的一端部(前端部)上的面板。面板2是具有显示图像的显示部21的显示器面板(在本例中为LCD面板)，在显示部21的外侧下缘设有操作部22。操作部22用于对设置于设备主体1内的未图示的控制部进行信号输入，作为操作开关类，在该操作部22上除了设有主电源开关及音量调整开关等之外，还设有用于变更面板面(显示部21)的朝向的切换开关22a、22b等。另外，也可以使操作部22为触摸面板式而设置于显示部21内。
并且，根据本发明，通过切换开关22a、22b的按压操作，能够将面板2如图1所示沿着设备主体1的前端面直立的姿势作为初始位置，使面板面的朝向绕后述正交的两个轴Sx、Sy(例如上下方向和左右方向)变化。另外，在本例中面板面的朝向向上下方向和左右方向变化，但其方向是根据电子设备的设置方式而变化。
图2是面板向后方倾斜而面板面朝向上方变化的状态(朝上位置)，此时面板2绕指向左右方向的水平轴(图3所示的第一支点轴Sx)转动，其下端部比初始位置向前方突出。另外，在包围设备主体1的前端面1a的主体框11的左右内壁面上形成有引导槽11a，该引导槽11a用于成为支撑面板2的转动中心的上述第一支点轴Sx(移动支点)。此外，从图2可知，在设备主体1的前端面1a上形成有通过面板2向朝上位置移动而露出的狭缝状的开口部12，记录介质(CD及DVD等光盘)能够通过该开口部12而出入。另外，在设备主体1内设有未图示的驱动单元，以重放记录介质的记录信息，由此例如从记录介质读取的音频信号输入到车辆内的扬声器，而地图信息等视频信号输入到面板2而在显示部21上重放。
图3是面板面朝向右方的状态(朝右位置)，此时面板2绕与第一支点轴Sx正交而指向上下方向的轴(后述的第二支点轴Sy)转动，其左侧向前方突出。特别是，在本发明中在使面板面如图3所示朝向右方(也可以是朝向左方)的状态下，可直接使面板2向朝上位置移动而成为图4所示的姿势。另外，在图4中，面板面朝向右上方，但也可以使面板2从该状态朝向左方转动而使面板面朝向上方，或者朝向左上方。
在此，说明能够实现上述的面板2的姿势变更动作(变向动作)的面板姿势变更装置的具体结构。首先，图5表示设备主体1内的概略俯视图。从图5可知，在设备主体1内，作为使面板面的朝向向上下方向变化的公知的驱动系统，设有基座驱动机构3。在图5中，上述基座驱动系统3包括：作为驱动源的可逆马达31；减速齿轮串32，由该可逆马达31旋转驱动；以及齿条33，通过减速齿轮串32而沿着设备主体1的底面向前后方向进行往复移动。另外，减速齿轮串32包括：蜗杆32a，固定在可逆马达31的转子轴上；第一齿轮32b，具有与蜗杆32a啮合的蜗轮部；第二齿轮32c，具有与第一齿轮32b的小径齿轮部啮合的大径齿轮部；以及第三齿轮32d，具有与第二齿轮32c的小径齿轮部啮合的大径齿轮部，该第三齿轮32d的小径齿轮部与齿条33的齿轮部33a啮合。此外，齿条33固定于底座34，在底座34的两侧安装有左右一对的臂部件35。底座34能够向前后滑动地由导轨36支撑，该导轨36位于成为设备主体1的外壳的底盘13的底部并固定在该底盘13上，臂部件35的前端贯通形成上述开口部12的设备主体1的前端面1a而突出到外部。并且，臂部件35的前端与可动基座4连接。
如图6所示，可动基座4为矩形的金属板，在该基座4上搭载有支架驱动机构5，该支架驱动机构5用于使后述的面板支架绕上述第二支点轴Sy(在图6中位于A-A线上)转动而使面板面向左右方向变化。此外，在可动基座4的左右两端面中在其上部突设有左右一对的支点轴Sx，在下部突设有左右一对的连接销41。
并且，如图7所示，上述可动基座4将上部侧的支点轴Sx嵌入上述设备主体1的引导槽11a(参照图2)中，从而被支撑为能够绕该支点轴Sx转动，在下部侧的连接销41上连接有上述臂部件35的前端。因此，在连接销41因臂部件35而向前方突出时，可动基座4如图7(a)所示绕在引导槽11a内下降的支点轴Sx转动，并且向后方倾斜，以使面板面朝向上方。另一方面，在可动基座4处于直立状态时，在连接销41因臂部件35而向后方进入时，可动基座4绕在引导槽11a内上升的支点轴Sx转动，并且成为如图7(b)所示的前倾状态(在本例中前倾角θ设定为约8度)。另外，引导槽11a的上端向前方弯曲，以使可动基座4不干扰设备主体1而成为如图7(b)所示的前倾状态，从图7(b)可知，臂部件35的前端部能够向上方旋转。在此，臂部件35向上方旋转的动作是通过设置在臂部件35后端部的销35a(参照图5)落入图5所示的导轨36上所形成的未图示凹部内而实现。
接着，说明上述支架驱动机构5的结构。如图6及图8所示，该支架驱动机构5包括：左右一对的作动板52，能够以靠近可动基座4的板面(主面)的可动轴51为支点进行起伏动作；可逆马达53，作为产生用于使上述作动板52起伏的动力的旋转驱动源而固定于可动基座4的主面；以及传动部54，向作动板52传递该可逆马达53的动力。作动板52是带状的金属板，其上下两端弯曲成直角而形成连接片52a，在该连接片52a的各一端架设上述可动轴51。
另一方面，传动部54包括：减速齿轮串55，通过可逆马达53旋转；和传动切换部56，向左右一对的作动板52、52分别传递上述减速齿轮串55的动力。
减速齿轮串55包括：蜗杆55a，固定在可逆马达53的转子轴上；第一齿轮55b，具有与蜗杆55a啮合的蜗轮部；第二齿轮55c，具有与第一齿轮55b的小径齿轮部啮合的大径齿轮部；第三齿轮55d，具有与第二齿轮55c的小径齿轮部啮合的大径齿轮部；以及第四齿轮55e，具有与第三齿轮55d的小径齿轮部啮合的大径齿轮部，第四齿轮55e的小径齿轮部与传动切换部56能够传动地结合。另外，各齿轮55b～55e自由旋转地安装于可动基座4的主面。
传动切换部56包括：齿条57，能够沿着可动基座4的主面向左右方向移动；和左右一对的摆动杆58，与上述齿条57扣合。齿条57是在其一端缘具有与第四齿轮55e的小径齿轮部啮合的齿轮部57a的带状的板，在齿条57上形成有：直线状的长孔57b，在齿条57的长度方向上延伸；和L字形的凸轮槽57c，使与长孔57b平行的第一路径R1和不与长孔57b平行的第二路径R2经由拐角部C连续。在长孔57b中插入可动基座4上突设的引导销42，在凸轮槽57c中插入有摆动杆58的凸部58a。摆动杆58能够以与可动基座4的节点43(一个节点43还兼用作第四齿轮55e的旋转中心)为中心沿着该可动基座4的主面摆动，在其一端设有上述凸部58a，并且在另一端连接有滑动头59。滑动头59是能够以与摆动杆58的节点59a为中心摆动的小片状的部件，在该滑动头59上形成有能够使可动轴51插通的筒状的轴承部59b，该轴承部59b沿着可动轴51滑动。另外，如后文所述，作动板52通过第二支点轴Sy而与面板支架6连接。
并且，根据上述的支架驱动机构5，若向一个方向驱动可逆马达53，则齿条57因减速齿轮列55的旋转而向一个方向按直线前进。此时，位于齿条57的移动侧的摆动杆58(图8中左侧)因凸部58a位于凸轮槽57c的第一路径R1而保持静止状态，但是另一方摆动杆58(图8中右侧)因其凸部58a经由凸轮槽57c的拐角部C向第二路径R2引导而以与可动基座4的节点43为中心转动，并且经滑动头59向外侧按压可动轴51。因此，可动轴51被按压的一侧的作动板52从沿着可动基座4的主面倒伏的状态开始，以可动轴51为中心向与可动基座4分离的方向转动，相对于可动基座4的主面竖立。即，构成支架驱动机构5的传动部54将减速齿轮串55的旋转运动变换为作动板52的起伏运动，使左右一对的作动板52分别起伏。另外，在左右一对的作动板52倒伏时，若将可逆马达53向与上述方向相反的方向驱动，则与上述相反侧的作动板52(图8中左侧)竖立，若在该状态下使可逆马达53反转(反转驱动)，则处于竖立状态的作动板52倒伏。
在此，在搭载有如上所述的支架驱动机构5的可动基座4上连接有保持上述面板2的面板支架6，该面板支架6如图9所示覆盖可动基座4的主面及支架驱动机构5(在图9中仅示出作动板52)。具体地说，面板支架6的左右两侧通过与第一支点轴Sx正交的第二支点轴Sy(本例中为尺寸较短的圆销)而与作动板52的连接片52a结合。因此，作动板52在可动基座4和面板支架6之间进行起伏动作。另外，支点轴Sx、Sy平行于与面板面相对的假想平面(在本例中该假想平面相当于可动基座4或面板支架6)。此外，如上所述，在连接片52a的一端设有可动轴51，在该可动轴51上扣合有与可动基座4销接合的摆动杆58的一端上所连接的滑动头59。即，在本例中面板支架6不是通过支点轴Sy与可动基座4直接连接，除了支点轴Sy以外，面板支架6经由作动板52、可动轴51、滑动头59及摆动杆58而与可动基座4连接。因此，从图10可知，若作动板52的一方竖立，则面板支架6的左右一个端部(图10中为右端部)向前方突出，并且面板支架6绕位于另一端侧的支点轴Sy转动。另外，作动板52的竖立动作是如下实现：相对于作用有来自上述摆动杆58的按压力的可动轴51，作动板52与面板支架6的节点即支点轴Sy的位置从上述按压力的作用线隔着距离L。
图11是表示上述面板支架的正视图，图12是由该面板支架保持的面板的后视图。在此，面板支架6是与可动基座4大致相同大小的金属板，在其中央部如图11所示安装有连接器61，用于对面板2输入信号。此外，在面板支架6上形成有将其上端部切开的卡定孔62，在面板支架6的下部安装有夹着锁定杆63的左右一对的辅助杆64。
另一方面，如图12所示，在面板2的背面(与上述显示部21相反的面)设置有与面板支架6的连接器61导电连接的连接器23。此外，在面板2的背面上部形成与面板支架6的卡定孔62对应的突片24，在背面下部设置有：挂钩25，与锁定杆63卡定；和释放杆(Release lever)26，用于解除上述挂钩25与锁定杆63的扣合。进而，在夹着释放杆26而与上述辅助杆64对应的位置形成有脱落防止用的突片27。
并且，面板2是将突片24如图13所示地插入到面板支架6的卡定孔62中而安装成与面板支架6相对。另外，在面板支架6上安装有面板2的状态下，除了双方的连接器23、61之间导电结合之外，通过锁定杆63的作用防止面板2脱离。
图14是表示通过锁定杆63将面板2锁定在面板支架6上的状态的局部放大图。从图14可知，锁定杆63由安装于面板支架6上的轴部65支撑为自由转动，在轴部65上安装有用于将锁定杆63的上部向面板支架6的背面按压的弹簧66。此外，在锁定杆63上形成有用于与从面板2的背面突出的上述挂钩25卡定的锁定爪63a。
另一方面，释放杆26能够沿着面板2的背面上下滑动，并且向下方受到弹力，在其中间部分设置有与锁定杆63的部位抵接的锁定解除突起26a。
并且，通过按压释放杆26的下端面而使该释放杆26进行上升移动，锁定解除突起26a使锁定杆63的部位向上突起，从而锁定杆63抵抗上述弹簧66的弹力而如图14的点划线所示转动，锁定爪63a与挂钩25分离。
此外，从图15可知，辅助杆64由安装于面板支架6上的轴部67支撑为自由转动，通过未图示的弹簧而向图15中的顺时针方向受力。特别是，辅助杆64具有向前方延伸的腕部64a，在解除了上述锁定杆63对面板2的锁定时，腕部64a使面板2的下部向前方突出，并且从下部支撑突片27，以防止面板2脱落。另外，在面板2的背面，在与腕部64a的前端滑动接触的突片27的下部区域形成圆弧状的凸曲面28，由此腕部64a相对于突片27的位置的移动顺利地进行。
以上，说明了本发明的具体例，但是本发明并不限定于上述例子，例如也可以将可动基座4作为固定基座而固定于设备主体1的前端部，通过构成所搭载的支架驱动机构5的作动板52进行起伏，保持在面板支架6上的面板2绕支点轴Sy转动，面板面的朝向向左右方向或上下方向变化。
此外，支架驱动机构5并不限于具有一对作动板52，例如也可以将如图16所示进行起伏动作的一个作动板52设置在可动基座4(或固定基座)的一端缘侧，并且在另一端缘侧设置支点轴Sy，而连接成使面板支架6能够绕该支点轴Sy转动，并通过作动板52的起伏动作使面板支架6绕支点轴Sy转动。另外，在图16中，在支点轴Sy朝向左右方向的使用状态下，保持在面板支架6上的面板2朝向上下方向改变其面板面的朝向，在支点轴Sy朝向上下方向的使用状态下，面板面的朝向向左右方向变化。此外，在图16所示的例子中，优选通过拉伸弹簧7将可动基座4和面板支架6连接，由此在作动板52倒伏时能够使面板支架6返回固定位置。
进而，在上述例子中面板2为LCD面板，但是本发明并不限于此，作为面板2，也可以使用平板扬声器(面板状的扬声器)或者具有开关旋钮或按钮等的操作盘等。