JP2008077064A - プリズムおよびプリズム連結体 - Google Patents

Abstract

【課題】プリズム本体で屈曲投影する画像の乱れを抑制することができるプリズムを提供する。
【解決手段】射出成形されたプリズム１のプリズム本体２の周面２ａにおいては、射出成形によるパーティングラインが、隣り合うプリズム面６間の角部７にのみ形成されている。したがって、プリズム本体２で屈曲投影する画像の乱れを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用ヘッドアップディスプレイなどに設けられるプリズムおよびこのプリズムを備えるプリズム連結体に関する。

一般に車両などに搭載されるヘッドアップディスプレイでは、プリズムが使用されている。

例えば、特許文献１には、車両のフロントガラス下方のインストルメントパネル内に、複数のＬＥＤを１列に並べて設けられるＬＥＤアレイと、射出成形され正方形形状の断面を有するプリズム本体と、このプリズム本体の回転制御を行なう回転制御部とを備えた装置が開示されている。この装置は、ＬＥＤアレイのＬＥＤから発した光束をプリズム本体へ入射して、回転制御部でプリズム本体の回転制御を行いながらプリズム本体で光束を屈曲し、上方のフロントガラスへ投影することにより、フロントガラスで画像を表示するようになっている。
特開２００６−１７１３６３号公報（段落番号００１２、００１３、図２、図３）

しかしながら、このような正方形形状の断面を有するプリズム本体においては、そのプリズム面上にパーティングラインが形成されるので、プリズム本体で屈曲投影する画像が乱れてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、プリズム本体で屈曲投影する画像の乱れを抑制することのできるプリズムおよびこのプリズムを備えるプリズム連結体を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明は、周面に複数のプリズム面が形成された角柱状のプリズム本体を有する、射出成形されたプリズムであって、前記射出成形によるパーティングラインを有し、前記パーティングラインは、前記周面においては、隣り合う前記プリズム面間の角部にのみ形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリズムにおいて、前記プリズム本体の軸方向の端部に設けられ、ベアリングが装着されるベアリング装着部を備え、前記ベアリング装着部における前記ベアリングの内周面と対向する対向面には、前記ベアリングの内周面から離間する離間面が設けられ、前記パーティングラインは、前記対向面においては、前記離間面にのみ形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、射出成形されたプリズム連結体であって、周面に複数のプリズム面が形成された角柱状のプリズム本体および射出成形によるパーティングラインを有し、前記パーティングラインが、前記周面においては、隣り合う前記プリズム面間の角部にのみ形成された複数のプリズムを備え、前記複数のプリズムが相互に連結されていることを特徴とするプリズム連結体。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のプリズム連結体において、前記複数のプリズムは、相互に形状が同じであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のプリズム連結体において、前記複数のプリズムは、相互に体積が同じであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のプリズム連結体において、前記複数のプリズムは、相互に形状が異なることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項３に記載のプリズム連結体において、前記複数のプリズムは、相互に体積が異なることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項３ないし７のいずれか一項に記載のプリズム連結体において、前記プリズムは、前記プリズム本体の軸方向の端部に設けられベアリングが装着されるベアリング装着部を備え、前記ベアリング装着部における前記ベアリングの内周面と対向する対向面には、前記ベアリングの内周面から離間する離間面が設けられ、前記パーティングラインは、前記対向面においては、前記離間面にのみ形成されていることを特徴とする。

請求項１，３に係る発明によれば、プリズム本体の周面においては、パーティングラインは、隣り合うプリズム面間の角部にのみ形成されていることにより、プリズム本体で屈曲投影する画像の乱れを抑制できる。

請求項２，８に係る発明によれば、ベアリング装着部にベアリングの内周面から離間する離間面が設けられていることにより、容易にベアリングをベアリング装着部に装着することができる。

請求項３に係る発明によれば、相互に連結された複数のプリズムを相互に分離することによって、プリズム本体で屈曲投影する画像の乱れを抑制できるプリズム単体を複数得ることができる。

請求項４に係る発明によれば、相互に連結された複数のプリズムを相互に分離することによって、相互に形状が同じである複数のプリズム単体を得ることができる。

請求項５に係る発明によれば、相互に連結された複数のプリズムを相互に分離することによって、相互に体積が同じである複数のプリズム単体を得ることができる。

請求項６に係る発明によれば、相互に連結された複数のプリズムを相互に分離することによって、相互に形状が異なる複数のプリズム単体を得ることができる。

請求項７に係る発明によれば、相互に連結された複数のプリズムを相互に分離することによって、相互に体積が異なる複数のプリズム単体を得ることができる。

本発明の第１の実施形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るプリズムを示す斜視図、図２は、本実施形態に係るプリズムを示す正面図、図３は、本実施形態に係るプリズムの側面を示し、（ａ）は、一方の側面を示す図、（ｂ）は、他方の側面を示す図、図４は、本実施形態に係る金型装置を示す断面図、図５は、本実施形態に係る射出成形品を示す正面図、図６は、本実施形態に係る別例の金型装置を示す断面図である。

図１〜図４に示すように、本実施形態のプリズム１は、正方形形状の断面を有するプリズム本体２と、このプリズム本体２の両端部にそれぞれ設けられる円錐台部３およびベアリング装着部４，５とを備えている。このプリズム１は、例えば車両用ヘッドアップディスプレイに設けられ、プリズム本体２に入射された光束をプリズム本体２で屈曲し、フロントガラス（図示せず）へ投影する。

プリズム本体２と、円錐台部３およびベアリング装着部４，５は、後述する射出成形によって一体成形されている。そして、プリズム１には、射出成形によるパーティングライン（バリ状の突起）１２が形成されている。

プリズム本体２は、その周面２ａに４つのプリズム面６が形成され、隣合うプリズム面６の間には、角部７が形成されている。このプリズム本体２の周面２ａにおいては、パーティングライン１２は、隣り合うプリズム面６間の角部７にのみ形成されている。

円錐台部３は、円錐台形状に形成されるとともに、プリズム本体２の両端面から軸方向に突出しており、各円錐台部３の先端にベアリング装着部４，５が軸方向に突設されている。

ベアリング装着部４，５には、それぞれ図示しないラジアルベアリングが装着される。このベアリング装着部４，５におけるベアリングの内周面と対向する対向面４ａ，５ａには、ベアリングの内周面から離間する離間面８，９が設けられている。また、一方のベアリング装着部５には、軸方向に延びて、図示しない駆動軸が嵌合される嵌合孔１０が形成されている。これらベアリング装着部４，５の対向面４ａ，５ａにおいては、パーティングライン１２は、離間面８，９にのみ形成されている。

そして、本実施形態のプリズム１は、例えば図４に示す通常タイプの金型装置２１により射出成形される。この金型装置２１は、一対の金型２２，２３を備えている。これらの金型２２，２３は、互いに接合する接合面２２ａ，２３ａと、これらの接合面２２ａ，２３ａ側に設けられ、溶融材料を受け入れてプリズム１を成形するキャビティ２２ｂ、２３ｂとを有し、固定側の金型（固定金型）２３には、溶融材料を注入する注入口２３ｃが設けられている。また、固定側の金型（固定金型）２３と可動側の金型（可動金型）２２とに亘って、注入口２３ｃとキャビティ２２ｂ，２３ｂとを連通する連通路２３ｄが設けられている。

金型装置２１により、図５に示すように射出成形品１１が成形されるとともに、金型２２，２３の接合面２２ａ，２３ａの接合部分でパーティングライン（バリ状の突起）１２が形成される。また、射出成形品１１の一端には、溶融材料が注入口２３ｃおよび連通路２３ｄで冷却固化することにより、スプルー部１３およびランナー部１４が形成され、このランナー部１４は、プリズム本体２の一端より軸方向に延び、ベアリング装着部４と同等の外径を有している。スプルー部１３は、ランナー部１４の周面から突出している。

可動側の金型２２のキャビティ２２ｂは、射出成形品１１のうち図５におけるパーティングライン１２よりも下側部分であってプリズム１（プリズム本体２、円錐台部３およびベアリング装着部４、５）を軸方向に沿って二分割した部分に合致している。キャビティ２２ｂのプリズム本体２に対応する部分は、二等辺直角三角形の断面形状（プリズム本体２の正方形形状の断面を対角線に沿って二分割した形状）を有し、２つの鋭角部分がそれぞれ接合面２２ａに接している。

固定側の金型２３のキャビティ２３ｂは、射出成形品１１のうち図５におけるパーティングライン１２よりも上側部分であってプリズム１（プリズム本体２、円錐台部３およびベアリング装着部４、５）を軸方向に沿って二分割した部分に合致している。キャビティ２３ｂのプリズム本体２に対応する部分は、二等辺直角三角形の断面形状（プリズム本体２の正方形形状の断面を対角線に沿って二分割した形状）を有し、２つの鋭角部分がそれぞれ接合面２３ａに接している。

そして、金型装置２１により図５に示す射出成形品１１を成形すると、金型２２，２３の接合面２２ａ，２３ａの接合部分でパーティングライン１２が形成されるので、このパーティングライン１２は、プリズム本体２の角部７、円錐台部３、ベアリング装着部４，５の離間面８，９、およびランナー部１４に設けられる。次に、ランナー部１４の所定箇所（図５の二点鎖線Ｃで示す箇所）を切断することにより、ベアリング装着部４を有するプリズム１を得るようになっている。

以上説明したように、本実施形態では、プリズム本体２の周面２ａにおいては、パーティングライン１２は、隣り合う前記プリズム面６間の角部７にのみ形成されていることにより、プリズム本体２で屈曲投影する画像の乱れを抑制できる。

また、このように、プリズム本体２の周面２ａにおいては、パーティングライン１２は、隣り合う前記プリズム面６間の角部７にのみ形成されていることにより、プリズム本体２の断面形状の各辺の長さを均一化することができ、プリズム本体２で屈曲投影する画像や文字の大きさが安定する。

また、本実施形態では、ベアリング装着部４，５においては、離間面８，９にのみパーティングライン１２が形成され、これらの離間面８，９は、ラジアルベアリングの内周面から離間しているので、容易にラジアルベアリングをベアリング装着部４，５に装着することができる。また、これにより、パーティングライン１２を除去する必要がないので、プリズム１の製造に掛かる手間を少なくすることができるとともに、バリ取り作業した場合に発生するごみが発生しない。

また、本実施形態では、ランナー部１４の一部からベアリング装着部４が構成されているので、射出成形時に溶融材料の保圧が掛りやすくベアリング装着部４が高密度で形成されるため、ベアリング装着部４の精度を向上できる。さらに、上記のようにランナー部１４の一部からベアリング装着部４が構成されているため、ランナー部１４の切断長さ寸法ａを短くすることができ、射出成形後に除去する部分を少なくして資源の有効活用を図ることができる。

ここで、金型装置２１の別例を説明する。本実施形態にあっては、通常タイプの金型装置２１を用いて射出成形品１１の射出成形を行なう場合を例示したが、図６に示す金型装置３１を用いて射出成形品１１の射出圧縮成形、射出プレス成形、あるいはＳＰＭ（スタンピングプレス成形）を行なうこともできる。金型装置３１は一対の金型３２，３３から構成され、これらの金型３２，３３は、互いに接合する接合面３２ａ，３３ａと、これらの接合面３２ａ，３３ａにそれぞれ直交して設けられ、互いに嵌合するシャーエッジ３２ｂ、３３ｂと、これらのシャーエッジ３２ｂ、３３ｂに隣接して設けられ、溶融材料を受け入れてプリズム１を成形するキャビティ３２ｃ、３３ｃとを有し、固定側の金型３３には、溶融材料を注入する注入口３３ｄと、この注入口３３ｄとキャビティ３３ｃとを連通する連通路３３ｅとが設けられている。

次に、本発明の第２の実施形態を図７ないし図９に基づいて説明する。図７は、本実施形態に係るプリズム結合体を示す正面図、図８は、本実施形態に係る金型装置の可動型の内部を示す平面図、図９は、本実施形態に係る金型装置の固定型の内部を示す平面図である。なお、前述した実施形態と同じ部分は、同一符号で示し説明も省略する。

本実施形態は、射出成形品が複数のプリズム１を備えるプリズム連結体１１１である点が第１の実施形態に対して異なる。具体的には、本実施形態では、プリズム連結体１１１は、２つのプリズム１を備えている。プリズム１は、相互に形状が同じもの同士や、相互に体積が同じもの同士、相互に形状が異なるもの同士、相互に体積が異なるもの同士であって良い。

プリズム連結体１１１では、プリズム１の連結部である一方のベアリング装着部４同士が相互に連結されている。詳しくは、ベアリング装着部４同士は、ランナー部１１４を介して相互に連結されている。相互のプリズム１は、相互の軸方向が一致するように一直線上に相対向して配置されている。即ち、２つのプリズム１は、それらの軸心が同一の仮想平面上に位置し、それらの軸心同士が１８０°の角度をもって位置している。

また、プリズム連結体１１１は、ランナー部１１４の中間部に接続したスプルー部１１３を有している。

そして、本実施形態のプリズム連結体１１１は、例えば図８および図９に示す金型装置１２１により射出成形される。この金型装置１２１は、一対の金型１２２，１２３を備えている。これらの金型１２２，１２３は、互いに接合する接合面１２２ａ，１２３ａと、これらの接合面１２２ａ，１２３ａ側に設けられ、溶融材料を受け入れてプリズム１を成形するキャビティ２２ｂ、２３ｂとを有している。キャビティ２２ｂ、２３ｂは、それぞれ複数（本実施形態では２つ）設けられている。

固定側の金型（固定金型）１２３には、溶融材料を注入する注入口１２３ｃが設けられている。また、固定側の金型１２３と可動側の金型（可動金型）１２２とに亘って、注入口１２３ｃと複数のキャビティ２２ｂ，２３ｂとを連通する連通路１２３ｄが設けられている。

金型装置１２１により、図７に示す射出成形品であるプリズム連結体１１１が成形され、金型１２２，１２３の接合面１２２ａ，１２３ａの接合部分でパーティングライン（バリ状の突起）１２が形成される。また、プリズム連結体１１１の中央部には、溶融材料が注入口１２３ｃおよび連通路１２３ｄで冷却固化することにより、スプルー部１１３およびランナー部１１４が形成される。ランナー部１１４は、プリズム本体２の一端より軸方向に延びている。スプルー部１１３は、ランナー部１１４の中間部から突出している。

ここで、金型装置１２１でプリズム連結体１１１を成形する際には、金型装置１２１に注入する溶融材料の冷却速度に応じて射出保圧の必要がない状態となるまで、プリズム連結体１１１のベアリング装着部４、ランナー部１１４およびスプルー部１１３に対応する金型１２２，１２３の部分（以後、被加熱部という）１２２ｆ，１２３ｆを、例えば電気式ヒータやスチーム、温水などの加熱によって規定の温度になるまで昇温させて、その規定の温度を保つことが望ましい。具体的には、溶融材料の物性によって異なるが、例えば、溶融材料がガラスの場合にはプリズム１の温度がガラス転移点温度以下７００℃になるまで、溶融材料がポリカボネート（ＰＣ）の場合にはプリズム１の温度が１４０℃以下になるまで、溶融材料がアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）の場合にはプリズム１の温度が１００℃以下になるまで、被加熱部金型１２２ｆ，１２３ｆの温度を規定の温度に保つことが望ましい。このとき、被加熱部１２２ｆ，１２３ｆを、相互に独立して温度調整することが好適である。なお、かかる加熱は、第１の実施形態の金型装置２１で射出成形品１１を成形する際にも適用して良い。

そして、金型装置２１により図７に示すプリズム連結体１１１を成形すると、金型１２２，１２３の接合面１２２ａ，１２３ａの接合部分でパーティングライン１２が形成されるので、このパーティングライン１２は、プリズム本体２の角部７、円錐台部３、ベアリング装着部４，５の離間面８，９と、ランナー部１１４に設けられる。次に、ランナー部１１４の所定箇所を切断することにより、ベアリング装着部４を有する複数のプリズム１単体を得るようになっている。

以上説明したように、本実施形態のプリズム連結体１１１は、端部（連結部）同士が連結された複数のプリズム１を備える。したがって、これらプリズム１を相互に分離することによって、プリズム本体２で屈曲投影する画像の乱れを抑制できるプリズム１単体を複数得ることができる。

このとき、プリズム１を相互に分離することによって、プリズム１同士の相互の形状が同一である場合には、相互に形状が同じである複数のプリズム１単体を得ることができ、プリズム１同士の相互の体積が同一である場合には、相互に体積が同じである複数のプリズム１単体を得ることができ、プリズム１同士の相互の形状が異なる場合には、相互に形状が異なる複数のプリズム１単体を得ることができ、プリズム１同士の相互の体積が異なる場合には、相互に体積が異なる複数のプリズム１単体を得ることができる。

なお、上記各実施形態にあっては、プリズム本体２が正方形形状の断面を有する四角柱である場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、六角柱などの角柱体（４面以上の偶数面）からなるプリズムであっても同様の効果が得られる。

また、第２の実施形態におけるプリズム連結体にあっては、プリズム１の他方の端部であるベアリング装着部５を連結部とし、これらベアリング装着部５同士が連結されているものであっても良い。

また、プリズム連結体は、相互に連結された３つ以上のプリズム１を備えていても良い。この場合、スプルー部を中心軸として、プリズム１の軸心同士の角度が均等になるように放射状にプリズム１を配置することが望ましい。例えば、プリズム１が３つ、４つ、５つ、６つの場合には、プリズム１の軸心同士の角度は、それぞれ、１２０°、９０°、７５°、６０°とする。これにより、金型装置の内圧を容易に略均等にすることができる。

本発明の第１の実施形態に係るプリズムを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリズムを示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係るプリズムの側面を示し、（ａ）は、一方の側面を示す図、（ｂ）は、他方の側面を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る金型装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る射出成形品を示す正面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別例の金型装置を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリズム結合体を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る金型装置の可動型の内部を示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る金型装置の固定型の内部を示す平面図である。

符号の説明

１…プリズム
２…プリズム本体
２ａ…周面
４，５…ベアリング装着部
４ａ，５ａ…対向面
６…プリズム面
７…角部
８，９…離間面
１２…パーティングライン
１１１…プリズム連結体

Claims (8)

1. 周面（２ａ）に複数のプリズム面（６）が形成された角柱状のプリズム本体（２）を有する、射出成形されたプリズムであって、
   前記射出成形によるパーティングライン（１２）を有し、
   前記パーティングライン（１２）は、前記周面（２ａ）においては、隣り合う前記プリズム面（６）間の角部（７）にのみ形成されていることを特徴とするプリズム。
2. 前記プリズム本体（２）の軸方向の端部に設けられ、ベアリングが装着されるベアリング装着部（４，５）を備え、
   前記ベアリング装着部（４，５）における前記ベアリングの内周面と対向する対向面（４ａ，５ａ）には、前記ベアリングの内周面から離間する離間面（８，９）が設けられ、
   前記パーティングライン（１２）は、前記対向面（４ａ，５ａ）においては、前記離間面（８，９）にのみ形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリズム。
3. 射出成形されたプリズム連結体であって、
   周面（２ａ）に複数のプリズム面（６）が形成された角柱状のプリズム本体（２）および射出成形によるパーティングライン（１２）を有し、前記パーティングライン（１２）が、前記周面（２ａ）においては、隣り合う前記プリズム面（６）間の角部（７）にのみ形成された複数のプリズム（１）を備え、
   前記複数のプリズム（１）が相互に連結されていることを特徴とするプリズム連結体。
4. 前記複数のプリズム（１）は、相互に形状が同じであることを特徴とする請求項３に記載のプリズム連結体。
5. 前記複数のプリズム（１）は、相互に体積が同じであることを特徴とする請求項３に記載のプリズム連結体。
6. 前記複数のプリズム（１）は、相互に形状が異なることを特徴とする請求項３に記載のプリズム連結体。
7. 前記複数のプリズム（１）は、相互に体積が異なることを特徴とする請求項３に記載のプリズム連結体。
8. 前記プリズム（１）は、前記プリズム本体（２）の軸方向の端部に設けられベアリングが装着されるベアリング装着部（４，５）を備え、
   前記ベアリング装着部（４，５）における前記ベアリングの内周面と対向する対向面（４ａ，５ａ）には、前記ベアリングの内周面から離間する離間面（８，９）が設けられ、
   前記パーティングライン（１２）は、前記対向面（４ａ，５ａ）においては、前記離間面（８，９）にのみ形成されていることを特徴とする請求項３ないし７のいずれか一項に記載のプリズム連結体。

Images