JP2011131651A - Head-up display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示器が発した光学的情報を含む表示光を、車両のウインドシールドに投影し虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。特に、ヘッドアップディスプレイ装置において、車の振動時に発生する凹面鏡のスラスト方向の振動を抑制する構造に関する。 The present invention relates to a head-up display device that displays a virtual image by projecting display light including optical information emitted from a display device onto a windshield of a vehicle. In particular, in a head-up display device, the present invention relates to a structure that suppresses vibration in a thrust direction of a concave mirror that is generated when a car vibrates.
従来知られているヘッドアップディスプレイ装置として、特許文献1が存在する。この特許文献1は、ハウジング内において、表示ユニットから照射された光学的情報を含む表示光が、反射部材に反射して、フロントガラスに向けて出射される構成を有し、反射部材として凹面鏡を有している。 Patent Document 1 exists as a conventionally known head-up display device. This patent document 1 has a configuration in which display light including optical information irradiated from a display unit is reflected by a reflecting member and emitted toward a windshield in a housing, and a concave mirror is used as the reflecting member. Have.
このような従来知られているヘッドアップディスプレイ装置として、本件出願人が実用化している公知のヘッドアップディスプレイ装置の一例を図7及び図8に示して説明する。図7は、実用化されている公知のヘッドアップディスプレイ装置における凹面鏡部分の斜視図である。また、図8は、図7の右側の第1のバネ192部分の拡大された斜視図である。
As such a conventionally known head-up display device, an example of a known head-up display device put into practical use by the present applicant will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a perspective view of a concave mirror portion in a known head-up display device in practical use. 8 is an enlarged perspective view of the
図7において、このヘッドアップディスプレイ装置は、第2の支持部14の右側にステップモータを内蔵したモータ部16を有し、このモータ部16によって、凹面鏡5が回転駆動されて、乗員の体格に合わせた位置に虚像を形成するように、凹面鏡5の角度が調整されるようになっている。
In FIG. 7, the head-up display device has a
この凹面鏡5は、保持プレート50と一体の両軸が支持されて回転する。ステップモータからなるモータ部16の内部にはギヤが存在し、このギヤのバックラッシュを吸収するために、両軸側に夫々第1のバネ191、192が設けられている。
The
保持プレート50の一端に、第1のバネ191、192の一端が係止され、第1のバネ191、192の他端が、ケース基板18に係止されている。
One end of the
これによって、凹面鏡5の回転方向に、第1のバネ191、192が弾性力を付与して、バックラッシュを吸収するようにしている。そしてバックラッシュ吸収と同時に、凹面鏡5のスラスト方向Sにおける振動(ガタ)を吸収するために、第1のバネ191、192の夫々の一端が凹面鏡5の保持プレート50に係止され、第1のバネ191、192の夫々の他端(下端)が、ケース基板18に外側に広がるように傾斜して係止されている。
As a result, the
これによって、凹面鏡5はスラスト方向Sのいずれの方向に動いても、第1のバネ191、192から、その動きに対向する弾性力を受け、スラスト方向Sの動きが抑制される。なお、凹面鏡5の回転する角度は、プラスマイナス2度程度である。
Thereby, even if the
上記従来の実施品のように、車両の振動時に発生する凹面鏡5のスラスト方向Sの振動を2つの第1のバネ191、192で押さえる構造では、図8の様に、モータ部16のバックラッシュを押さえる第1のバネ192(191も同じ)の下端が外向き(図8右上向き)に広がる角度θをつけて取り付ける必要が生じる。
In the structure in which the vibration in the thrust direction S of the
これにより、スラスト方向S(図7)の振動も、第1のバネ191、192で抑制する構造となっている。なお、図8は右側の第1のバネ192しか図示していないが、左側の第1のバネ191も下端が外向き(図7左向き)に広がる角度θを持つように取り付けられている。
Thus, the vibration in the thrust direction S (FIG. 7) is also suppressed by the
角度θを大きくすると、スラスト方向S(図7)にかかる力が大きくなり、スラスト方向Sの振動に対する抑制力が強くなるが、角度θを大きくすることにより、全体の大きさ(ハウジングとなる筐体の大きさ)が大きくなってしまう。 When the angle θ is increased, the force applied in the thrust direction S (FIG. 7) increases, and the suppression force against vibration in the thrust direction S increases. However, by increasing the angle θ, the overall size (the housing that becomes the housing) is increased. The size of the body) will increase.
このため、角度θを小さくして、第1のバネ191、192のバネ力を強くする必要があり、結果として凹面鏡5を回転させるために、出力トルクの大きなモータ部16(図7)が必要となる欠点があった。
Therefore, it is necessary to reduce the angle θ and increase the spring force of the
このように従来実施されていたヘッドアップディスプレイ装置においては、二つの第1のバネ191、192が外側に傾斜して配置され、スラスト方向Sの動きを抑制するようになっている。しかし、第1のバネ191、192を傾斜してスラスト方向Sのバネ力の成分を発生させる構成であるため、バネ力を有る程度強くするか、あるいは、筐体を大きくしなければならない。
As described above, in the head-up display device that has been conventionally implemented, the two
しかし、第1のバネ191、192のバネ力が強くなると、モータ部16の大型化が必要となる。逆にモータ部16を小型化しようとして、第1のバネ191、192を小さくすると、スラスト方向Sの振動抑制力が弱まり、凹面鏡5がスラスト方向Sに振動して異音を発生する結果となる。
However, when the spring force of the
このため、凹面鏡5のスラスト方向Sの振動を確実に抑制し、且つ、モータ部16の小型化が可能となる構成が要求されていた。
For this reason, there has been a demand for a configuration that reliably suppresses the vibration in the thrust direction S of the
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、モータ部の小型化が可能で凹面鏡のスラスト方向の振動を確実に抑制できるヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to such problems existing in the prior art, and its purpose is to reduce the size of the motor unit and to reliably suppress the vibration in the thrust direction of the concave mirror. The object is to provide an up-display device.
従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。 Descriptions of patent documents listed as prior art can be introduced or incorporated by reference as explanations of technical elements described in this specification.
本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項1に記載の発明では、回転軸を中心に回転する凹面鏡及び凹面鏡の回転軸を支持する支持体を有し、表示ユニットから照射された光を凹面鏡で反射させ、車両のウインドシールドに投影して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、凹面鏡の回転軸は、凹面鏡の両側に夫々設けられた第1の軸部及び第2の軸部を有し、支持体は、相対向して設けられて第1の軸部及び第2の軸部を夫々支持する第1の支持部及び第2の支持部を有し、第1の軸部は、凹面鏡を回転駆動するモータ部と結合され、当該モータ部には、第1の軸部の回転に応じたバックラッシュが構成要素間に発生し、凹面鏡は、第1の支持部との間に介装された第1のバネにより、回転軸の回転方向に付勢され、凹面鏡と第2の支持部とは、それらの間に介装された第2のバネにより、回転軸のスラスト方向において夫々相反側に付勢されることとを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means. That is, according to the first aspect of the present invention, there is provided a concave mirror that rotates about the rotation axis and a support body that supports the rotation axis of the concave mirror, and the light irradiated from the display unit is reflected by the concave mirror, so that the windshield of the vehicle In the head-up display device that performs projection and display, the rotating shaft of the concave mirror has a first shaft portion and a second shaft portion provided on both sides of the concave mirror, respectively, and the support is opposed to each other. A first support portion and a second support portion that are provided to support the first shaft portion and the second shaft portion, respectively, and the first shaft portion is coupled to a motor portion that rotationally drives the concave mirror; In the motor part, backlash according to the rotation of the first shaft part occurs between the components, and the concave mirror is rotated by the first spring interposed between the first support part and the first mirror part. The concave mirror and the second support are biased in the direction of rotation of the shaft, The second spring which is interposed between, and wherein the being biased to respective reciprocal side in the thrust direction of the rotation axis.
この発明によれば、凹面鏡と第1の支持部との間に介装された第1のバネにより、凹面鏡が第1の軸部の回転方向に付勢されることで、第1の軸部に結合されたモータ部におけるバックラッシュが吸収され得る。また、凹面鏡と第2の支持部とは、それらの間に介装された第2のバネにより、第2の軸部のスラスト方向において夫々相反側に付勢されるので、凹面鏡のスラスト運動が吸収され得る。 According to the present invention, the first mirror portion is biased in the rotation direction of the first shaft portion by the first spring interposed between the concave mirror and the first support portion. Backlash in the motor unit coupled to can be absorbed. Further, the concave mirror and the second support portion are urged to the opposite sides in the thrust direction of the second shaft portion by the second spring interposed therebetween, so that the thrust mirror has a thrust motion. Can be absorbed.
請求項2に記載の発明では、第1の支持部及び第2の支持部は、夫々第1の軸孔及び第2の軸孔を有し、第1の軸部は、第1の軸孔により支持され、第2の軸部は、第2の軸孔により支持されており、第1の軸部は、モータ部の出力軸に結合され、第2の軸部は、第2のバネが装着されて第2の支持部の第2の軸孔に挿入されていることを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、第1の軸部を、第1の軸孔側にて支持し、第2の軸部を、第2の軸孔側にて確実に支持することが出来る。また、第2の軸部は、第2のバネが装着されて支持部の第2の軸孔に挿入されているから、第2のバネが第2の軸穴の周囲と凹面鏡の間に挟まれて、スラスト運動を抑制し、スラスト振動に伴う騒音の発生を抑止することが出来る。 According to this invention, the first shaft portion can be supported on the first shaft hole side, and the second shaft portion can be reliably supported on the second shaft hole side. Further, since the second shaft portion is fitted with the second spring and inserted into the second shaft hole of the support portion, the second spring is sandwiched between the periphery of the second shaft hole and the concave mirror. Thus, it is possible to suppress the thrust motion and suppress the generation of noise accompanying the thrust vibration.
請求項3に記載の発明では、第1のバネは、回転軸のスラスト方向に対して、その直角方向より所定角度外側に傾くように、凹面鏡と第1の支持部との間に係止されており、この傾きによって、回転軸のスラスト方向において第1の支持部側に凹面鏡を付勢するバネ力を発生させることを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、凹面鏡のスラスト方向の振動を押さえるために、傾斜して取り付けられた第1のバネに加えて、スラスト方向の振動を抑える第2のバネを挿入する構造としている。従って、第1のバネのバネ力を弱くすることが可能となり、2つ必要であった第1のバネを1つにすることができる。この結果、モータ部に要求される出力トルクが小さくなり、モータ部の小型化が可能となる。 According to this invention, in order to suppress the vibration in the thrust direction of the concave mirror, the second spring for suppressing the vibration in the thrust direction is inserted in addition to the first spring mounted to be inclined. Therefore, it is possible to weaken the spring force of the first spring, and it is possible to reduce the number of first springs that are required to two. As a result, the output torque required for the motor unit is reduced, and the motor unit can be miniaturized.
請求項4に記載の発明では、第2のバネに、第2の軸部が挿入される貫通孔が設けられ、貫通孔を中心として回転する第2のバネを係止するストッパーが、第2の支持部に形成されていることを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、第2のバネは、ストッパーによって回転が防止されているため、第2のバネが支持部の端部から外れることが無い。 According to this invention, since the second spring is prevented from rotating by the stopper, the second spring does not come off from the end of the support portion.
請求項5に記載の発明では、第2のバネは、第1の支持部と第2の支持部との間において回転軸のスラスト方向に凹面鏡が変位することで、その変位ストロークに応じたバネ力を発生し、それら変位ストロークとバネ力との関係が線形関係となる弾性領域内に使用範囲が設定されていることを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、車両が極めて大きな凹凸の路面を走行した場合において、スラスト方向に最大荷重が生じても、バネの耐久性が損なわれることが無く、且つ、変位ストロークが最小の状態でも、スラスト振動を吸収して、凹面鏡からスラスト振動にともなう騒音が生じないようにすることが出来る。 According to the present invention, when the vehicle travels on an extremely large uneven surface, even if a maximum load is generated in the thrust direction, the durability of the spring is not impaired, and even when the displacement stroke is minimum, By absorbing the thrust vibration, it is possible to prevent noise caused by the thrust vibration from the concave mirror.
請求項6に記載の発明では、第2のバネは、先端が第1の支持部側に突出するように折り曲げられた跳ね返り部を両端に有し、それら跳ね返り部が第2の支持部の表面に摺接することを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、両端の跳ね返り部によって、第2のバネが変形する時の摩擦力を低減しているから、異音が発生することが無く、弱いスラスト力から、強いスラスト力に亘り、スラスト方向の振動を良好に抑制することが出来る。 According to this invention, since the frictional force when the second spring is deformed is reduced by the rebound portions at both ends, no abnormal noise is generated, and from a weak thrust force to a strong thrust force, Vibration in the thrust direction can be satisfactorily suppressed.
請求項7に記載の発明では、第2のバネは、両端の跳ね返り部が夫々第2の支持部に接触し、それら跳ね返り部間に、凹面鏡側に突出するように折り曲げられた折り曲げ部を有し、当該折り曲げ部が凹面鏡に接触していることを特徴としている。
In the invention according to
この発明によれば、第2のバネは、両端の跳ね返り部と、折り曲げ部との3つの位置で凹面鏡と第2の支持部の間に挟まれて、凹面鏡を第2の支持部から離れる方向に押付けて、凹面鏡からスラスト振動にともなう騒音が生じないようにすることが出来る。 According to this invention, the second spring is sandwiched between the concave mirror and the second support portion at the three positions of the bounce portions at both ends and the bent portion, and the direction in which the concave mirror is separated from the second support portion. It is possible to prevent the concave mirror from generating noise due to thrust vibration.
(一実施形態)
以下、本発明の一実施形態について図1乃至図6を用いて詳細に説明する。先ず、図1に基き、一実施形態のヘッドアップディスプレイの概要構成について説明する。
(One embodiment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. First, a schematic configuration of a head-up display according to an embodiment will be described with reference to FIG.
図1において、本実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置は、例えば自動車等の車両に搭載されるもので、ハウジング1と、表示ユニット2と、バックライトユニット3と、反射部材4と、凹面鏡5とを備えている。
In FIG. 1, the head-up display device according to this embodiment is mounted on a vehicle such as an automobile, and includes a housing 1, a
また、表示ユニット2及びバックライトユニット3を通じて生成され、第1の反射部材4および凹面鏡5を通じて反射される表示光Lを、車両のウインドシールド6に投影して表示を行う。表示内容としては、例えば各種車両情報、及びナビゲーション情報等が挙げられる。
Further, the display light L generated through the
ハウジング1は、例えば黒色の合成樹脂からなり、表示ユニット2、バックライトユニット3、第1の反射部材4、凹面鏡5を内部に収容する他、フロントガラス6に対向する側には、表示光Lをフロントガラス6に向けて出射させる出射部7が形成され、この出射部7は透光性カバー8にて覆われている。
The housing 1 is made of, for example, black synthetic resin. The housing 1 houses the
表示ユニット2は、バックライトユニット3からの光を受けて表示光Lを形成するものである。バックライトユニット3は、図示しない光源基板上に間隔を空けて複数個配置された、発光ダイオードからなる光源と、この光源からの光を入射して表示ユニット2に向けて放射するレンズ部材と、光源及びレンズ部材を収納する光源ケースとを備えている。
The
反射部材4は、例えば、平面ミラーからなり、表示ユニット2からの表示光Lを凹面鏡5に反射する。凹面鏡5は、反射部材4を通じて反射した表示光Lを、出射部7に向けて反射し、このように反射された表示光Lは、出射部7に設けられた透光性カバー8を透過して、ウインドシールド6上に照射されている。これにより車両の乗員Pは、虚像を風景と重畳させて視認することができる。
The reflecting
図2は、各パーツを分解して表示したヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡部分の斜視図である。この図2において、凹面鏡5は、鏡からなる凹面鏡本体51と、この凹面鏡本体51を支持する合成樹脂製の保持プレート50から成り、保持プレート50に形成された回転軸10を中心として回転可能である。
FIG. 2 is a perspective view of the concave mirror portion of the head-up display device in which each part is disassembled and displayed. In FIG. 2, the
この回転角度は、時計回り反時計回り共に約2度程度である。この回転によって、乗員の目の高さ、すなわち、身長に応じて、表示光がフロントガラス6に照射される点の位置を変更し、上記虚像が生じる高さを任意に調整することが出来る。この調整は、図示しない操作スイッチを操作することにより、乗員の意思で任意に調整することが出来る。
This rotation angle is about 2 degrees in both clockwise and counterclockwise directions. By this rotation, the position at which the display light is irradiated on the
そして、この調整は、回転軸10のうち左側の第1の軸部10aに取り付けられたモータ部16(図2)のステップモータを回転させることにより行われる。この場合、ステップモータの出力を減速ギヤで減速して第1の軸部10aをプラスマイナス2度の微小角度だけ回転させることにより調整を行っている。すなわち、モータ部16は、減速機構を内蔵したギヤードモータから成る。なお、この種のヘッドアップディスプレイ装置は、搭載スペースの限られた車両の計器盤内に搭載されるため、ミリ単位での小型化が要求されている。
And this adjustment is performed by rotating the step motor of the motor part 16 (FIG. 2) attached to the left 1st
次に、図3は各パーツを組み付けたヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡部分の斜視図である。図2、図3に示したように、図1のハウジング1及びケース基板18から成る支持体18と一体の第1の支持部11と第2の支持部14(以下、単に支持部11、14ともいう)は、全体がU字状に折り曲げた金属板で形成されており、この支持部11、14には、凹面鏡5の回転軸10を挿入する軸孔12、13が夫々穿設されている。
Next, FIG. 3 is a perspective view of the concave mirror portion of the head-up display device in which the parts are assembled. As shown in FIGS. 2 and 3, the
凹面鏡5は、湾曲した平板状の形状を有し、左右両側に全体として回転軸10を成す第1の軸部10aと第2の軸部10b(以下単に軸部10a、10bともいう)を凸設させて形成している。ここで、図2の右側の第2の軸部10bは、通常の棒状であり、第2の支持部14の第2の軸孔13に、第2のバネ15が装着された後に挿入される。
The
また、図2の左側の第1の軸部10aは、中心に四角形状の穴10cが形成され、この第1の軸部10aは、第1の支持部11に設けられた第1の軸孔12に対向する位置に配置される。そして、モータ部16の出力軸16aが第1の軸孔12に挿入されて第1の軸部10aの穴10cと嵌合されることにより、モータ部16の回転によって、第1の軸部10aを介して凹面鏡5が回転するように構成されている。
Further, the
図示しない制御回路からの信号は、コネクタ16dとモータハウジング16eから導出された配線16cに通じている。これにより、モータ部16は、乗員の操作に応じて、出力軸16aを、時計回りあるいは反時計回りに回転させ、凹面鏡5を微小角度だけ回転させるものである。
A signal from a control circuit (not shown) communicates with the
U字状に折り曲げられた支持部11、14は、下側のケース基板18(図3)と一体に取り付けられており、このケース基板18の左側には、第1のバネ19の一端を保持する下側スプリング係止部19aが凸設されている。また、右側のU字状に折り曲げられた支持部14の一端には、第2のバネ15の回転を阻止するストッパー14a(14bは隠れている)が形成されている。
The
なお、図1では、このストッパー14a(14b)のうち上側のストッパー14aのみが図示され、下側のストッパー14bは隠れている。第2のバネ15は、図4、図5に示すように、全体として矩形状で、側面がくの字状に折れ曲がっている。更に、第2のバネ15は、両端部にU字状の跳ね返り部15a、15bを持った構成である。この第2のバネ15は、中央部分に凹面鏡5(図2)の第2の軸部10bが挿入される貫通孔15cが形成されたバネ部材からなる。
In FIG. 1, only the
次に、上記構成の組み付け方法について説明する。図2において、第1の軸部10aを第1の軸孔12と対向させる。右側の第2の軸部10bは、予め第2のバネ15を挿入してから、第2の支持部14の第2の軸孔13に挿入する。従って、第2のバネ15は、第2の支持部14の左側側面と凹面鏡5の右側側面との間に挟まれることになる。
Next, a method for assembling the above configuration will be described. In FIG. 2, the
また、左側の第1の軸部10aは、中心に四角形状の穴10cを有し、この第1の軸部10aを、第1の支持部11に形成された第1の軸孔12に対向させた後、ビス20、21を用いて、モータ部16が第1の支持部11に取り付けられ、モータ部16の出力軸16aが、凹面鏡5の左端の第1の軸部10aの穴10cに挿入される。このモータ部16の出力軸16aの先端は、第1の軸部10aの四角形状の穴10cに合致する四角形状の突起となっており、両者は嵌合により、共に回転可能となる。
The left
このようにして、凹面鏡5とモータ部16を支持部11、14に取り付けた後、図3のように、第1のバネ19を、ケース基板18に設けた下側スプリング係止部19aと凹面鏡5の保持プレート50の上側スプリング係止部23との間に取り付ける。
Thus, after attaching the
これによって、第1のバネ19のバネ力によって凹面鏡5に一方向に回転しようとする力が作用し、モータ部16によって凹面鏡5を他方向に回転させた場合に、第1のバネ19からの弾性力を受ける。
As a result, when the
よって、モータ部16内部のギヤ等によるバックラッシュが、第1のバネ19によって抑制されるようになっている。なお、この構成作用自体は、従来から用いられているものである。
Therefore, backlash due to gears or the like inside the
また、第1のバネ19の下側スプリング係止部19aは、図3の様に、若干外側(図3の左側)に寄せられて位置しており、第1のバネ19は、外側に角度をつけて傾斜して取り付けているが、この傾斜角度は小さくても良く、また、全く傾斜させないで取り付けてもよい。この第1のバネ19を傾斜させる点は、従来と同じであるが、従来よりも傾斜角度をゆるく、あるいは、傾斜なしでも取り付けられる。
Further, as shown in FIG. 3, the lower
第2のバネ15は、凹面鏡5のスラスト方向の動きをバネ力で抑制するように構成されている。また、第2のバネ15は、長方形状であり、第2の軸部10bを中心として時計回りあるいは反時計回りの回転しうる板であるが、この回転を規制するために、ケース部14には、第2のバネ15の回転を阻止するストッパー14a(14bは隠れている)が形成されており、このストッパー14a(14b)に、第2のバネ15の図2紙面奥側の側辺部15hが当接することによって、時計回り及び反時計回りの第2のバネ15の回転が阻止されるようになっている。
The
モータ部16は、バックラッシュがある状態で、凹面鏡5をモータ部16で回転させると、停止した状態においても、バックラッシュによって凹面鏡5が、時計回りあるいは反時計回りに微小角度振動する結果となって好ましく無い。
When the
よって、図3のように、第1のバネ19の一端をモータ部16が取り付けられた側の凹面鏡5の保持プレート50の上側スプリング係止部23に係止し、第1のバネ19の他端を、図3の様に、ケース基板18の下側スプリング係止部19aに係止して、第1のバネ19のバネ力で、バックラッシュに伴う振動を抑制するようにしている。
Therefore, as shown in FIG. 3, one end of the
また、第1のバネ19は、図3の様に、所定角度第1のバネ19の下側第1のバネ係止部19aの取り付け位置を、外側、すなわち図3の左側に寄せて取り付け、傾斜して取り付けているため、凹面鏡5をスラスト方向Sの左側に引き寄せる働きを第1のバネ19が行い、これによって、第2のバネ15とともに、凹面鏡5のスラスト方向Sの振動を抑制している。
Further, as shown in FIG. 3, the
第2のバネ15は、第2の支持部14の左側側面と凹面鏡5の右側側面との間に挟まれスラスト方向Sの凹面鏡5の動きを抑制するために、常に凹面鏡5に左方向のバネ力を作用させている。
The
また、図2に示された左側の第1の軸部10a、四角形状の穴10c、モータ部16の出力軸16a及び第1の支持部11に形成された第1の軸孔12は、図3では隠れている。モータ部16は、配線16c及びコネクタ16dを介して電源及び制御信号が供給されている。
Further, the
ケース基板18は、図1のハウジング1の一部を成すハウジング部25にボルト26、27によって取り付けられている。
The
下側スプリング係止部19aと同様の下側スプリング係止部19a1が、図3の右側にも設けられているが、この部分には、第1のバネ19が取り付けられない。車両の右ハンドルと左ハンドルで、モータ部16の取り付け位置が左右逆転するため、下側スプリング係止部19a1を予備で設けているが、無くても良い。
A lower spring locking portion 19a1 similar to the lower
以下、図4及び図5に基いて、第2のバネ15のバネ力の働きについて説明する。図4は、第2のバネ15の正面図である。また、図5は第2のバネ15の側面を模式的に示し変形状態を説明する説明図である。図4において、第2のバネ15は上述したように、くの字状に折り曲げた形状を有している。そして中心部分に折り曲げ部15dを有し、この折り曲げ部15dに貫通孔15cが形成されて、凹面鏡5の第2の軸部10b(図2)が挿入される。
Hereinafter, the action of the spring force of the
そして、この折り曲げ部15dにて、凹面鏡5からのスラスト力を受ける構成となっている。図5において、スラスト力を受けると、第2のバネ15の折り曲げ部15d(図4、図5)が、L1、L2、L3の様に移動し、第2のバネ15が変形する。
And it is the structure which receives the thrust force from the
このときに、図5において、第2のバネ15の左右端が第2の支持部14の左側面に沿って移動するが、第2のバネの先端が第1の支持部11側を向くように折り曲げられて形成された跳ね返り部15a、15bを左右に設けているため、第2のバネ15と第1の支持部14の表面の間の摩擦が軽減され、第2のバネ15は、スムーズに変形できるようになっている。
At this time, in FIG. 5, the left and right ends of the
このように、第2のバネ15は、スラスト力を受けたときの変形によって、図5の上下に伸長し、このときに、跳ね返り部15a、15bが第2の支持部14と線接触の状態で摺接する。
As described above, the
また、第2のバネ15は、貫通孔15cを中心として時計方向あるいは反時計方向に回転する場合がある。しかし、回転したのでは、第2のバネ15が、図3の上下方向に延在する第2の支持部14の平面領域から外れる可能性があるため、第2の支持部14から切り起こされたストッパー14a(14bは図示されていない)が、第2のバネ15の図3の紙面奥側の側辺部15hに当接して、第2のバネ15のローリングが防止される。
Further, the
このような第2のバネ15を用いることにより、一般的な第2のバネである皿バネのような円形のバネに比べると、第2の支持部14における図3の矢印Y方向の幅を小さくすることが出来、ヘッドアップディスプレイ装置のミリ単位での小型化に寄与している。
By using such a
また、図5において、変位ストローク最小では、折り曲げ部15dが、L1の位置になり、設計中心は、L2の位置になるように設計されている。また、最悪の悪路(ベルジャン路)を走行した場合には、変位ストロークが最大になり、L3の位置に、第2のバネ15の折り曲げ部15dが位置する。この変位ストローク最大時にも第2のバネ15が塑性変形しないように設計されている。
Further, in FIG. 5, the design is such that, at the minimum displacement stroke, the
次に、図6は、横軸に、スラスト力を受けて変形する変位ストロークδを示し、縦軸に、この変位ストロークδに伴って発生する第2のバネ15のバネ力Pを示した第2のバネ15の特性図である。
Next, FIG. 6 shows a displacement stroke δ that is deformed by receiving a thrust force on the horizontal axis and a spring force P of the
変位ストロークδの増加につれて、バネ力Pは、直線的に増加するが、応力限界LTを超えると、第2のバネ15が塑性変形する。従って、第2のバネ15は、応力限界LTを超えない直線領域で使用される。すなわち、図6の変位ストロークL1からL3の設計範囲内での変位ストロークδにて第2のバネ15が変形するように設計されている。
As the displacement stroke δ increases, the spring force P increases linearly, but when the stress limit LT is exceeded, the
そして、変位ストロークが最小L1のときでも、バネ力P1において、充分なスラスト方向振動が抑制されている。また、車両が極端な悪路を走行した場合の変位ストロークL3においても、第2のバネ15の変形が、応力限界LTを超えないように設計されている。
Even when the displacement stroke is the minimum L1, the sufficient vibration in the thrust direction is suppressed at the spring force P1. Also, the deformation of the
また、図3のモータ部16のバックラッシュを抑制する第1のバネ19は、モータ部16に近い左端位置に取り付けることで、第1のバネ19のバネ力を小さくしている。また、この第1のバネ19の個数は、第2のバネ15を右端側に設けたことで、従来と異なり1個で良い。
Further, the
また、モータ部16の取り付け位置は、図3においては、左側に取り付け、第2のバネ15は右側に取り付けたが、これは、車両の右ハンドルまたは左ハンドルの相違によって、左右を入れ替えることが出来る。
In FIG. 3, the
また、図3において、斜めに傾斜して取り付けられた第1のバネ19、及び第2のバネ15は、凹面鏡5のスラスト方向Sの振動(スラストガタ)と共に、モータ部16の出力軸16a(図2)のスラストガタも吸収することが出来る。なお、スラスト方向Sの力を受ける第2のバネ15の働きのみでも、これらのスラストガタを吸収することも出来る。
In FIG. 3, the
また、凹面鏡5は、スラスト方向Sに長い構造である。よって、このスラスト方向の周りに捩れを生じ得る。図3において、モータ部16側に第1のバネ19を設けたのは、凹面鏡5のスラスト方向S周りの上記捩れによる悪影響を無くすためである。ちなみに、モータ部16と反対側(図3右側)に第1のバネ19を装着すると、凹面鏡5のスラスト方向S周りの捩れの影響で、バックラッシュ抑制効果が減少する。
The
以上述べたように、本発明の一実施形態では、凹面鏡5のスラスト方向Sの振動を押さえるために、第1のバネ19に加えて、スラスト方向Sの力を直接的に抑制する第2のバネ15を挿入する構造としている。
As described above, in the embodiment of the present invention, in order to suppress the vibration in the thrust direction S of the
この構造では、従来品と異なり、スラスト方向Sの振動を、傾斜して取り付けた第1のバネ19のみで抑制する必要がないため、第1のバネ19のバネ力を弱くすることが可能となり、2つ必要であった第1のバネ19を1つにすることができる。
In this structure, unlike the conventional product, it is not necessary to suppress the vibration in the thrust direction S with only the
この結果、モータ部16に要求される出力トルクが小さくなり、モータ部16の小型化が可能となる。また、スラスト方向Sの力を第2のバネ15で直接的に受け止める構造となっているため、スラスト方向Sの振動に強く、凹面鏡5がスラスト方向Sに振動して発生するビビリ音を確実に抑えることができる。
As a result, the output torque required for the
(その他の実施形態)
本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の一実施形態では、第1のバネを一つにしたが、左右両側に設けてもかまわない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be modified or expanded as follows. For example, in the above-described embodiment, the number of first springs is one, but they may be provided on both the left and right sides.
また、第2のバネは、板バネに限らず、皿バネや図3の左右方向に伸びるコイル形状のコイルバネを用いても良い。この場合、第2のバネの両側にワッシャを配設しても良い。 The second spring is not limited to a leaf spring, and may be a disc spring or a coil spring having a coil shape extending in the left-right direction in FIG. In this case, washers may be provided on both sides of the second spring.
更に、図3の第1のバネ19は、傾斜して取り付けなくても良い。また、このバックラッシュ吸収用の第1のバネは、平面上に渦を巻いたバネ形状のゼンマイバネを採用して、モータ部の出力軸または凹面鏡の軸部と支持部側の固定部材との間に装着しても良い。これによっても、凹面鏡が、該凹面鏡と第1の支持部との間に介装された第1のバネをなすゼンマイバネにより、回転軸の回転方向に付勢されることと成り、モータ部の出力軸または凹面鏡の軸部に対して、回転方向のバイアス力を加えて、バックラッシュを吸収することができる。
Furthermore, the
また、上記バックラッシュ吸収用の平面形状のゼンマイバネを、モータ部に内蔵してしまうことも出来る。つまり、モータ部のモータハウジングの内部に、バックラッシュを吸収するための弾性力を生じるゼンマイバネから成る第1のバネを、凹面鏡側の回転側と成るモータ部の出力軸と、支持部に固定された固定側と成るモータハウジングとの間に取り付けても良い。これによっても、凹面鏡と第1の支持部との間に介装された第1のバネをなすゼンマイバネにより、凹面鏡が回転軸の回転方向に付勢されることと成り、かつ、これにより、部品点数の削減が可能となる。 Further, the planar spring for absorbing the backlash can be incorporated in the motor unit. That is, the first spring made of a spring for generating an elastic force for absorbing backlash is fixed inside the motor housing of the motor part to the output shaft of the motor part on the concave mirror side and the support part. You may attach between the motor housing used as the fixed side. This also causes the concave mirror to be urged in the direction of rotation of the rotary shaft by the mainspring spring that constitutes the first spring interposed between the concave mirror and the first support portion. The number of points can be reduced.
また、支持体の各支持部に軸孔を設けて、この軸孔で、凹面鏡の保持プレートに形成された軸部を支持したが、支持部に突起を設け、かつ凹面鏡の保持プレートに形成された軸部側に嵌合用穴を設けて、上記ケース基板の突起と嵌合用穴とを嵌合させて、凹面鏡をケース基板に支持する構造としても良い。また、上述したように、図3において、モータ部16と、第1のバネ19を右側に設け、第2のバネ15を左側に設けても良い。
Also, each support portion of the support is provided with a shaft hole, and the shaft hole supports the shaft portion formed on the holding plate of the concave mirror, but the protrusion is provided on the support portion and formed on the holding plate of the concave mirror. Alternatively, a fitting hole may be provided on the shaft side, and the projection of the case substrate and the fitting hole may be fitted to support the concave mirror on the case substrate. In addition, as described above, in FIG. 3, the
1 ハウジング
2 表示ユニット
5 凹面鏡
10a、10b 軸部
11、14 支持部
12、13 軸孔
14a、14b ストッパー
15 第2のバネ
15a、15b 跳ね返り部
15c 貫通孔
16 モータ部
16a モータ部の出力軸
18 ケース基板から成る支持体
19 第1のバネ
19a 下側スプリング係止部
23 上側スプリング係止部
50 保持プレート
51 凹面鏡本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記凹面鏡の前記回転軸は、前記凹面鏡の両側に夫々設けられた第1の軸部及び第2の軸部を有し、
前記支持体は、相対向して設けられて前記第1の軸部及び前記第2の軸部を夫々支持する第1の支持部及び第2の支持部を有し、
前記第1の軸部は、前記凹面鏡を回転駆動するモータ部と結合され、当該モータ部には、前記第1の軸部の回転に応じたバックラッシュが構成要素間に発生し、
前記凹面鏡は、該凹面鏡と前記第1の支持部との間に介装された第1のバネにより、前記回転軸の回転方向に付勢され、
前記凹面鏡と前記第2の支持部とは、それらの間に介装された第2のバネにより、前記回転軸のスラスト方向において夫々相反側に付勢されることとを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。 A head that has a concave mirror that rotates about a rotation axis and a support that supports the rotation axis of the concave mirror, reflects light emitted from a display unit by the concave mirror, and projects the light onto a windshield of a vehicle for display. In the up display device,
The rotation axis of the concave mirror has a first shaft portion and a second shaft portion respectively provided on both sides of the concave mirror,
The support body includes a first support portion and a second support portion that are provided opposite to each other and support the first shaft portion and the second shaft portion, respectively.
The first shaft portion is coupled to a motor portion that rotationally drives the concave mirror, and in the motor portion, backlash corresponding to the rotation of the first shaft portion occurs between the components,
The concave mirror is urged in the rotation direction of the rotary shaft by a first spring interposed between the concave mirror and the first support portion,
The head-up display, wherein the concave mirror and the second support portion are urged to the opposite sides in the thrust direction of the rotating shaft by a second spring interposed therebetween. apparatus.
前記第1の軸部は、前記第1の軸孔により支持され、前記第2の軸部は、前記第2の軸孔により支持されており、
前記第1の軸部は、前記モータ部の出力軸に結合され、第2の軸部は、前記第2のバネが装着されて前記第2の支持部の前記第2の軸孔に挿入されていることを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。 The first support portion and the second support portion have a first shaft hole and a second shaft hole, respectively.
The first shaft portion is supported by the first shaft hole, and the second shaft portion is supported by the second shaft hole,
The first shaft portion is coupled to the output shaft of the motor portion, and the second shaft portion is inserted into the second shaft hole of the second support portion with the second spring attached thereto. The head-up display device according to claim 1, wherein:
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