CN107009900A - 平视显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种平视显示器，其通过简单的结构，在对合成仪施加了外力的时候，也能够使合成仪自己恢复原位置。在容纳于壳主体(1)内并使合成仪(2)配置于封堵开口部位置和立起的位置的合成仪驱动单元(3)设置有第二转动轴(12)，以相对于基底部(13)绕轴线转动自由的方式设置有轴承(14)，轴承(14)在壳主体(1)侧的基底部(13)将第二转动轴(12)支承为旋转自由，并且在基底部(13)与轴承(14)之间安装有相对于基底部对轴承向顺时针方向施力的第一弹簧(15)，在轴承(14)与合成仪驱动单元(3)之间安装有相对于轴承对合成仪驱动单元向逆时针方向施力的第二弹簧(18)。

Description

平视显示器
技术领域
本发明涉及一种平视显示器(Head-up Display)，其被安装于车的仪表盘(dashboard)等，来在合成仪(combiner)上表示映像。
背景技术
近年来，在乘用车等的各种车辆中，采用平视显示器(以下简称HUD)，HUD使凹面板状的合成仪前端反射映像，从而在驾驶员的视野内重叠表示驾驶信息。
图8～图10B示出安装于车的仪表盘内的现有的具有合成仪的HUD，所述HUD大致通过在上面形成有开口部的壳主体20的内部，组装了凹面板状的合成仪21、以及向所述合成仪21投射映像的投影单元22而构成。
在此，合成仪21沿着其一边而一体地设置有转动轴23，并且，合成仪21被设置为通过所述转动轴23在封堵壳主体20的位置、与从所述壳主体20的上面立起的位置之间转动自由。
而且，在转动轴23的一侧的端部设置有螺旋齿轮24，在所述螺旋齿轮24螺合有蜗轮蜗杆26，所述蜗轮蜗杆26设置于步进马达25的输出轴。并且，在转动轴23的另一侧的端部设置有盘簧27，所述盘簧27向合成仪21封堵开口部的方向绕轴线对转动轴23施力。
由此，所述HUD以如下方式形成，在使用时通过步进马达25使合成仪21立起并从投影单元22投射映像，且使用后通过盘簧27的施力而容纳于壳主体20的开口部内。另外，关于这样的组装于仪表盘内的HUD的结构，例如在下述专利文献1中被公开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-091403号发明公开公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，对于由所述结构形成的现有的HUD，存在以下隐患：通过人的手等强制地作用使合成仪21转动的外力，以及螺旋齿轮24、蜗轮蜗杆26等构成零件损坏。因此，通常为了防止因所述外力引起的构成零件的损坏，需要设置某些破坏防止机构。
作为这样的破坏防止机构，例如在从步进马达25到转动轴23的驱动系统中，使用了安装摩擦阻力或齿轮啮合式的离合器的结构。但是，对于所述破坏防止机构，还残留了在离合器动作时产生的相对位移，因此需要另外使用检测合成仪21的位置的传感器等，从而使合成仪21恢复到原位置，存在装置整体变复杂，从而成本增加的问题。
鉴于所述情况，本发明解决的技术问题是，提供一种HUD，通过简单的结构，在对合成仪施加了外力时，也能够使合成仪自己恢复到原位置。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决所述技术问题，本发明提出一种平视显示器，在顶板形成有开口部的壳主体的内部，容纳有合成仪、合成仪驱动单元以及投影单元，其中，板状的所述合成仪封堵所述开口部，所述合成仪驱动单元具有：驱动设备，使设置于所述合成仪的转动轴转动，从而使所述合成仪配置于封堵所述开口部的位置和从所述顶板立起的位置；以及弹簧，向所述合成仪封堵所述开口部的方向对所述转动轴施力，所述投影单元向所述立起时的所述合成仪投射映像，其中，与所述合成仪驱动单元一体地设置第二转动轴，使所述第二转动轴的轴线的方向与所述转动轴平行，并且，在被固定于所述壳主体的一侧的基底部使所述第二转动轴旋转自由地支承在轴承，使所述轴承以相对于所述基底部绕所述轴线转动自由的方式而设置，并且，在所述基底部与所述轴承之间安装有第一弹簧，相对于所述基底部，所述第一弹簧对所述轴承向顺时针方向或者逆时针方向施力，并且在所述轴承与所述合成仪驱动单元之间安装有第二弹簧，相对于所述轴承，所述第二弹簧对所述合成仪驱动单元向逆时针方向或者顺时针方向施力。
并且，根据本发明的实施例，所述第一弹簧以及第二弹簧是分别外装于所述第二转动轴且端部向外侧伸出的扭转螺旋弹簧，所述第一弹簧的一侧的所述端部被卡合于所述基底部且另一侧的所述端部被卡合于所述轴承，并且所述第二弹簧的一侧的所述端部被卡合于所述轴承且另一侧的所述端部被卡合于所述合成仪驱动单元。
并且，根据本发明的实施例，被所述轴承支承的所述第二转动轴的从所述轴承向外侧伸出的部分形成为将圆周方向的一部分切掉了的筒状，且在所述第二转动轴的中心部一体地形成有直径小的轴部，在所述第二转动轴的外周外装有所述第一弹簧，在所述第二转动轴的所述直径小的轴部的外周外装有所述第二弹簧。
并且，根据本发明的实施例，所述驱动设备具有：所述转动轴，沿着所述合成仪的一边而一体地设置；螺旋齿轮，设置于所述转动轴的一端部；蜗轮蜗杆，设置于步进马达的输出轴并与所述螺旋齿轮螺合；以及盘簧，设置于所述转动轴的另一端部而向所述合成仪封堵开口部的方向绕轴线地对所述转动轴施力，所述驱动设备被容纳于驱动壳内构成所述合成仪驱动单元。
并且，根据本发明的实施例，在所述驱动壳的侧面，与所述转动轴平行地突出形成所述第二转动轴，若对立起的状态的所述合成仪施加所述顺时针方向与所述逆时针方向中的任一方向的外力，则通过所述轴承以及所述合成仪驱动单元的所述第二转动轴相对于所述基底部旋转来吸收所述外力，若对立起的状态的所述合成仪施加所述顺时针方向与所述逆时针方向中的另一方向的外力，则通过所述第二转动轴相对于所述轴承旋转来吸收所述外力。
发明的技术效果
在本发明的所述实施例中，例如在第一弹簧相对于所述基底部对轴承向顺时针方向施力，且第二弹簧相对于所述轴承对合成仪驱动单元向逆时针方向施力的情况下，若施加使合成仪向逆时针旋转的外力，则通过第一弹簧的施力增加且轴承以及合成仪驱动单元相对于基底部一体地向逆时针方向旋转来吸收所述外力。
而且，相反地若施加使合成仪顺时针旋转的外力，则通过第二弹簧的施力增加且合成仪驱动单元的第二转动轴相对于轴承向顺时针方向旋转来吸收所述外力。
并且，在第一弹簧相对于所述基底部对轴承向逆时针方向施力，且第二弹簧相对于所述轴承对合成仪驱动单元向顺时针方向施力的情况下，若施加使合成仪逆时针旋转的外力，则通过第二弹簧的施力增加且合成仪驱动单元的第二转动轴相对于轴承向顺时针方向旋转来吸收所述外力。
而且，若施加使合成仪顺时针旋转的外力，则通过第一弹簧的施力增加且轴承以及合成仪驱动单元相对于基底部一体地向逆时针方向旋转来吸收所述外力。
而且，无论在哪种情况下，在所述外力不再作用时，通过第一弹簧或者第二弹簧增加了的施力，使合成仪恢复原位置。其结果是，通过简单的结构，在对合成仪施加了外力时也能够使对合成仪自己恢复原位置。
另外，作为所述第一弹簧以及第二弹簧，虽然能够使用各种方式的弹簧，特别优选的是，安装容易且持续地施力以及弹性劣化小的扭转螺旋弹簧。
关于第一弹簧以及第二弹簧的安装，能够在第二转动轴的外周外装第一弹簧，且在第二转动轴的直径小的轴部的外周外装第二弹簧，从而能够使结构简单。
如果使驱动设备具有转动轴、螺旋齿轮、设置于步进马达的输出轴的蜗轮蜗杆、向合成仪封堵开口部的方向对转动轴施力的盘簧，且通过将这些个部件容纳在驱动壳内来构成合成仪驱动单元，则能够将驱动设备作为一个零件处理。
在该情况下，若在驱动壳的侧面突出形成有第二转动轴，则在对立起的状态的合成仪施加了顺时针方向或者逆时针方向的外力的情况下，无论在施加了何种外力的情况下，均能够吸收该外力。
附图说明
图1是示出本发明所涉及的HUD的一实施方式的主视图。
图2是图1的侧面图。
图3是示出图1的合成仪以及合成仪驱动单元的立体图。
图4是图1的合成仪驱动单元以及破坏防止机构的纵剖视图。
图5是图2的破坏防止机构的立体图。
图6A、图6B示出所述破坏防止机构的作用，图6A是示出对合成仪作用了逆时针方向的外力的状态的侧面图，图6B是示出这时的动作的侧面图。
图7A、图7B示出所述破坏防止机构的作用，图7A是示出对合成仪作用了顺时针方向的外力的状态的侧面图，图7B是示出这时的动作的侧面图。
图8是示出现有的HUD的立体图。
图9是示出图1的合成仪以及合成仪驱动单元的立体图。
图10A是图9的主视图，图10B是其侧面图。
附图标记说明
1：壳主体
1a：顶板
2：合成仪
3：合成仪驱动单元
4：投影单元
5：破坏防止机构
6：转动轴
8：步进马达
12：第二转动轴
13：基底板(基底部)
14：轴承
15：第一弹簧
15a：一端部
15b：另一端部
18：第二弹簧
18a：一端部
18b：另一端部
具体实施方式
图1～图7B示出本发明所涉及的具有合成仪的平视显示器(HUD)的一实施方式，图中附图标记1是在顶板1a形成有开口部的壳主体。而且，所述HUD是通过在壳主体1的内部容纳以下部件而大致构成的：封堵所述开口部的板状的合成仪2；具有驱动设备的合成仪驱动单元3；向立起时的合成仪2投射映像的投影单元4；以及破坏防止机构5，其中，所述驱动设备使合成仪2配置于封堵所述开口部的位置以及从顶板1a立起的位置。
在此，如图4所示，所述驱动设备具有：转动轴6，沿着合成仪2的一边而一体地设置；螺旋齿轮7，设置于所述转动轴6的一端部；蜗轮蜗杆9，设置于步进马达8的输出轴并与螺旋齿轮7螺合；以及盘簧10，设置于转动轴6的另一端部，而向合成仪2封堵开口部的方向绕轴线地对转动轴6施力。
而且，通过将这些驱动设备容纳于驱动壳11内，来构成合成仪驱动单元3。
并且，在合成仪驱动单元3的驱动壳11的侧面，一体地形成有使轴线方向与转动轴6平行并从所述侧面突出的第二转动轴12。而且，合成仪驱动单元3是旋转自由地被支承在一对基底板(基底部)13，所述一对基底板(基底部)13是直立设置于壳主体1的底板。
而且进一步地，在合成仪驱动单元3中的一侧的第二转动轴12与基底板13之间，设置有所述破坏防止机构5。即，在所述破坏防止机构5中，以相对于基底部13绕其轴线转动自由的方式设置有轴承14，所述轴承14将第二转动轴12旋转自由地支承在基底板13。
并且，被所述轴承14支承的第二转动轴12的从该轴承14向外侧伸出的部分形成为筒状，且圆周方向的略少于1/2的部分被切掉，而且在中心部一体地形成直径小的轴部12a。并且，在第二转动轴12的外周面一体地形成有凸状的卡合部12b。
而且，在第二转动轴12的外周，外装有由扭转螺旋弹簧形成的第一弹簧15，其一端部15a与从基底板13的端面突出的卡合部16卡合，且另一端部15b弯曲成L字状、并被固定于从轴承14的端面突出的锁止部17的缘部。由此，相对于基底板13，轴承14被向顺时针方向施力。
并且，在形成于第二转动轴12的中心的直径小的轴部12a的外周，同样地外装有由扭转螺旋弹簧形成的第二弹簧18，其一端部18a与轴承14卡合，且另一端部18b被固定于突出设置在第二转动轴12的外周的凸部12b。由此，相对于轴承14，第二转动轴12(合成仪驱动单元3)被向逆时针方向施力。
通过由以上的结构形成的具有破坏防止机构5的HUD，若如图6A所示施加使合成仪2向逆时针旋转的外力，则如图6B所示，第一弹簧15弯曲的同时，通过轴承14、合成仪驱动单元3、驱动壳11的第二转动轴12一体地相对于基底板13向逆时针方向旋转，来吸收所述外力。
与此相对，若如图7A所示施加使合成仪2顺时针旋转的外力，则第二弹簧18弯曲的同时，通过第二转动轴12相对于轴承14向顺时针方向旋转，来吸收所述外力。
而且，在任一情况下，当不再作用所述外力时，因弯曲而增加了施力的第一弹簧15或者第二弹簧18，而使合成仪2恢复原位置。
由此，通过简单的结构，在无论从哪个方向对合成仪2施加了外力的情况下，均能够吸收所述外力，且在外力消失时，使合成仪2自己恢复原位置。
另外，在所述实施方式中，只针对通过第一弹簧15以及第二弹簧18，相对于基底板13对轴承14向顺时针方向施力，相对于轴承14对第二转动轴12向逆时针方向施力的情况进行了说明，但本发明不限于此，相反地通过第一弹簧相对于所述基底部对轴承向逆时针方向施力，并通过第二弹簧相对于所述轴承对壳主体向顺时针方向施力，也能够得到同样的作用效果。

Claims (5)

1.一种平视显示器，在顶板形成有开口部的壳主体的内部，容纳有合成仪、合成仪驱动单元以及投影单元，其中，板状的所述合成仪封堵所述开口部，所述合成仪驱动单元具有：驱动设备，使设置于所述合成仪的转动轴转动，从而使所述合成仪配置于封堵所述开口部的位置和从所述顶板立起的位置；以及弹簧，向所述合成仪封堵所述开口部的方向对所述转动轴施力，所述投影单元向立起时的所述合成仪投射映像，所述平视显示器的特征在于，
与所述合成仪驱动单元一体地设置第二转动轴，使所述第二转动轴的轴线的方向与所述转动轴平行，并且，在被固定于所述壳主体的一侧的基底部使所述第二转动轴旋转自由地支承在轴承，使所述轴承以相对于所述基底部绕所述轴线转动自由的方式而设置，并且，在所述基底部与所述轴承之间安装有第一弹簧，相对于所述基底部，所述第一弹簧对所述轴承向顺时针方向或者逆时针方向施力，并且，在所述轴承与所述合成仪驱动单元之间安装有第二弹簧，相对于所述轴承，所述第二弹簧对所述合成仪驱动单元向逆时针方向或者顺时针方向施力。
2.根据权利要求1所述的平视显示器，其特征在于，
所述第一弹簧以及第二弹簧是分别外装于所述第二转动轴且端部向外侧伸出的扭转螺旋弹簧，所述第一弹簧的一侧的所述端部被卡合于所述基底部且另一侧的所述端部被卡合于所述轴承，并且所述第二弹簧的一侧的所述端部被卡合于所述轴承且另一侧的所述端部被卡合于所述合成仪驱动单元。
3.根据权利要求2所述的平视显示器，其特征在于，
被所述轴承支承的所述第二转动轴的从所述轴承向外侧伸出的部分形成为将圆周方向的一部分切掉了的筒状，且在所述第二转动轴的中心部一体地形成有直径小的轴部，
在所述第二转动轴的外周外装有所述第一弹簧，在所述第二转动轴的所述直径小的轴部的外周外装有所述第二弹簧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的平视显示器，其特征在于，
所述驱动设备具有：所述转动轴，沿着所述合成仪的一边而一体地设置；螺旋齿轮，设置于所述转动轴的一端部；蜗轮蜗杆，设置于步进马达的输出轴并与所述螺旋齿轮螺合；以及盘簧，设置于所述转动轴的另一端部，而向所述合成仪封堵所述开口部的方向绕所述轴线地对所述转动轴施力，
所述驱动设备被容纳于驱动壳内，构成所述合成仪驱动单元。
5.根据权利要求4所述的平视显示器，其特征在于，
在所述驱动壳的侧面，与所述转动轴平行地突出形成所述第二转动轴，
若对立起的状态的所述合成仪施加所述顺时针方向与所述逆时针方向中的任一方向的外力，则通过所述轴承以及所述合成仪驱动单元的所述第二转动轴相对于所述基底部旋转来吸收所述外力，
若对立起的状态的所述合成仪施加所述顺时针方向与所述逆时针方向中的另一方向的外力，则通过所述第二转动轴相对于所述轴承旋转来吸收所述外力。
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