JP2014125131A - コンバイナ収納装置、ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動が与えられてもコンバイナの駆動機構を破損しづらくする。
【解決手段】コンバイナ収納装置2は、コンバイナ40を保持するホルダ51と、第1の固定軸Pを中心として回転可能であり、第1の固定軸Pが一端部に位置し、ホルダ51に他端部が接続された第1接続部53と、第2の固定軸Sを中心として回転可能であり、第2の固定軸Sが一端部に位置し、ホルダ51に他端部が接続された第2接続部54と、を備え、4節リンク機構によって、コンバイナ40を突出状態から収納状態に至るまで移動させることができ、第2接続部54を復元力によって引っ張る第1弾性部材56が設けられ、第1接続部53に与えられた駆動力によってコンバイナ40を収納状態から突出状態に遷移させ、前記復元力によってコンバイナ40を突出状態から収納状態に遷移させる。
【選択図】図3
【解決手段】コンバイナ収納装置2は、コンバイナ40を保持するホルダ51と、第1の固定軸Pを中心として回転可能であり、第1の固定軸Pが一端部に位置し、ホルダ51に他端部が接続された第1接続部53と、第2の固定軸Sを中心として回転可能であり、第2の固定軸Sが一端部に位置し、ホルダ51に他端部が接続された第2接続部54と、を備え、4節リンク機構によって、コンバイナ40を突出状態から収納状態に至るまで移動させることができ、第2接続部54を復元力によって引っ張る第1弾性部材56が設けられ、第1接続部53に与えられた駆動力によってコンバイナ40を収納状態から突出状態に遷移させ、前記復元力によってコンバイナ40を突出状態から収納状態に遷移させる。
【選択図】図3
Description
本発明は、コンバイナ収納装置及びこれを備えるヘッドアップディスプレイ装置に関する。
従来のヘッドアップディスプレイ装置に関するコンバイナ収納装置は、例えば、特許文献1に開示されるものがある。このようなコンバイナの収納装置は、コンバイナと、コンバイナを装着し、具備される駆動手段がラックに沿って直線状にスライドすることで動く可動サポートと、可動サポートに設けられる2つのピンを摺動可能に保持する第1のレールと、第2のレールとから主に構成されており、駆動手段がラックに沿って直線状にスライドすることで、可動サポートが第1のレール及び第2のレールに沿って摺動し、コンバイナをケース内に収納または突出させるものである。
しかしながら、特許文献1記載のコンバイナの収納装置は、可動サポートに設けられた2つのピンを、2つのレールに沿って摺動させることで、コンバイナを動かしているため、2つのピンと2つのレールとの摺動がスムーズにいかず、片方のレールの摩擦力が増大してしまった場合、コンバイナが移動時にガタツいてしまうおそれがあった。さらに、コンバイナを突出させた突出状態またはコンバイナを収納させた収納状態などのコンバイナを一定の状態で保持されている際、コンバイナは、コンバイナが装着されたピンとレールとの係合、及び可動サポートに具備される駆動手段とラックとの係合、のみにより保持される構造であるため、振動によりコンバイナがガタついて異音が発生してしまうおそれがあった。
そこで本出願人は、特願2012−078121において、4節リンクを用い、駆動力によりコンバイナを収納状態にし、弾性部材の復元力(張力)によりコンバイナを突出状態にすることで、2つのレールによるコンバイナ移動構造を用いることなく、コンバイナ移動時のガタつきを抑制し、さらに4節リンクに駆動力及び復元力を常にかけておくことにより、コンバイナ移動時及びコンバイナ停止時において、振動によるガタつきを抑制したコンバイナの収納装置を開示している。
しかしながら、このようなコンバイナの収納装置では、コンバイナの収納時、弾性部材が延びた状態で保持されることとなる。多くの車両においては停止している時間が起動している時間よりも非常に長く、車両が停止している長い間、弾性部材が延びた状態で保持されることで、弾性部材自身及びそれに係合する部材に負担がかかり劣化につながるおそれがあった。
したがって、本発明は、上記問題を鑑みて、コンバイナ移動時のガタつきや振動によるガタつきを抑制しつつ、コンバイナ収納時に部品に負担のかからないコンバイナの収納装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係るコンバイナ収納装置は、表示画像を表す表示光が到達する凹面を有するコンバイナによって前記表示光を集光して視認者に前記凹面側から前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置の筐体内に、前記コンバイナを収納可能とするコンバイナ収納装置であって、前記筐体に対して移動可能であって前記コンバイナを保持する保持部と、前記視認者から見て左右方向に沿って延びる軸であって前記筐体に対して不動な第1の軸を中心として回転可能であり、前記第1の軸が一端部に位置し、前記保持部に他端部が接続された第1接続部と、前記視認者から見て左右方向に沿って延びる軸であって前記筐体に対して不動な第2の軸を中心として回転可能であり、前記第2の軸が一端部に位置し、前記保持部に他端部が接続された第2接続部と、を備え、前記第1接続部を駆動力が与えられることで駆動する駆動節とし、前記第2接続部を従動節とし、前記保持部を中間節とし、前記第1の軸の中心と前記第2の軸の中心とを結ぶ節を固定節とした4節リンク機構によって、前記コンバイナを前記筐体から突出した突出状態から前記筐体内に収納された収納状態に至るまで移動させることができ、前記第1接続部と前記第2接続部と前記保持部とのうち少なくとも一つと前記筐体に対して不動な部分とを連結し、連結された対象を復元力によって引っ張る弾性部材が設けられ、前記駆動力によって前記コンバイナを前記収納状態から前記突出状態に遷移させ、前記復元力によって前記コンバイナを前記突出状態から前記収納状態に遷移させることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係るヘッドアップディスプレイ装置は、前記コンバイナ収納装置と、前記表示光を出射する表示器と、前記コンバイナと、前記筐体と、を備える、ことを特徴とする。
本発明によれば、コンバイナ移動時のガタつきや振動によるガタつきを抑制しつつ、コンバイナ収納時に部品に負担のかからないコンバイナの収納装置及びヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。
本発明のヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置と記載)の一実施形態を、図面を参照して説明する。
HUD装置1は、図1〜図3に示すように、筐体10と、表示器20と、回路基板30と、コンバイナ40と、駆動機構50と、を備える。HUD装置1は、例えば、車両のダッシュボードに配設され、運転者に、車速、走行距離等の車両情報を報知するものである。
また、コンバイナ収納装置2は、図2に示すように、コンバイナ40及び駆動機構50によって構成される。
また、コンバイナ収納装置2は、図2に示すように、コンバイナ40及び駆動機構50によって構成される。
なお、以下の説明では、HUD装置1の構成を理解しやすくするため、HUD装置1が表示する表示画像を視認する視認者E(図1参照)から見て、左右方向に沿う軸をX軸、上下方向に沿う軸をY軸、X軸及びY軸と直交する軸をZ軸として、適宜、HUD装置を構成する各部の説明を行う。また、X、Y、及びZ軸の各々の方向を示す矢印が向く方向を+(プラス)方向、その逆方向を−(マイナス)方向とする。
筐体10は、上ケース11と、下ケース12と、を備え、この上ケース11と下ケース12とが連結することで箱形状となり、この内部に、その他の各部である表示器20〜駆動機構50が収納される(なお、コンバイナ40は、後述する収納状態の時に収納される)。
上ケース11は、表示器20からの表示光Lを外部に出射させる開口した出射口11aと、コンバイナ40を後述する突出状態にさせる際に、必要な開口部11bと、が形成される。開口部11bは、出射口11aよりも前方(−Z軸方向側)に位置する。突出状態におけるコンバイナ40は、図1に示すように、開口部11bから上方に突出するような格好となる。下ケース12には、回路基板30と駆動機構50の後述する駆動機構用筐体52とが所定の方法で固定されている。
筐体10は、外部から内部への異物の侵入を極力防止するとともに、内部から外部への迷光(例えば、後述する表示光Lのうち不必要な光)が漏れることを防止するように構成されている。
表示器20は、車速、走行距離等の車両情報を報知するための表示画像を表す表示光L(図1の一点鎖線矢印参照)を出射するものであり、例えば、液晶パネルとバックライト用光源から構成される透過型液晶ディスプレイ、又は自発光型ディスプレイから構成される。表示器20は、筐体10内の所定位置に固定される(例えば、上ケース11に固定される)ことにより、図1及び図3に示すように、その表示光Lの出射側がコンバイナ40の後述する凹面40aと対向するように配設されている。なお、図3では、コンバイナ収納装置2以外の構成要素を破線で表している。
回路基板30は、ガラス繊維を含む樹脂等からなる板状の基材に、CPU(Central Processing Unit)とROM(Read Only Memory)等の記憶部とを含むマイコン、グラフィックディスプレイコントローラー(GDC)等から構成される制御部(図示せず)を実装したプリント回路板である。例えば、回路基板30は、図3に示すように、表示器20の下方に配設されている。回路基板30と表示器20とは、例えば、図示しないFPC(Flexible Printed Circuit)を介して導通接続されている。制御部は、車両ECU(Electronic Control Unit)等の外部装置(図示せず)から通信ラインにより伝送される車両の状態情報を取得し、これに応じて表示器20を駆動する(つまり、表示器20に所定の表示画像を表示させる)。制御部の制御の下、表示器20が表示光Lを出射すると、出射した表示光Lは、出射口11aを通過してコンバイナ40に向かう。
コンバイナ40は、曲面を有する板状のハーフミラー、ホログラム素子等により構成されている。コンバイナ40は、駆動機構50により、表示光Lによる表示画像を視認者Eが正視することができる状態(以下、「突出状態」という)から、筐体10内部に収納された状態(以下、「収納状態」という)まで、移動される。突出状態におけるコンバイナ40は、図1及び図3に示すように、筐体10(上ケース11)から上方に突出するような格好となる。突出状態におけるコンバイナ40は、その凹面40a(概ね+Z軸方向に向いている)で、表示器20が出射した表示光Lを受け、入射した表示光Lの光路を変更する(コンバイナ40としてハーフミラーを用いる場合は反射により表示光Lの光路を変更し、ホログラム素子を用いる場合は回折により表示光Lの光路を変更する)。コンバイナ40の凹面40aは、表示光Lを集光する機能を有し、光を単純反射させる場合よりも、虚像を前遠方(例えば、コンバイナ40より約1m前方)に形成することのできる曲面として構成されている。コンバイナ40は、その前方位置Fに表示画像の虚像を形成するとともに、前方からの光を透過し、これにより、HUD装置1は、虚像と前方に実際に存在する外景等の双方を、視認者Eに視認させることができる。
駆動機構50は、コンバイナ40を「突出状態」から「収納状態」の間で移動させる機構であり、図2、図3等に示すように、ホルダ51と、駆動機構用筐体52と、第1接続部53と、第2接続部54と、スライダ55と、第1弾性部材56と、電動機57と、を備える。また、駆動機構50は、コンバイナ40が突出状態にある際には、コンバイナ40の角度調整の機能も有する。
ホルダ51は、コンバイナ40を保持するものであり、例えば、樹脂材料により形成されている。ホルダ51は、図2に示すように、概ねX軸方向に延びる柱状の部材であり、ホルダ51には、コンバイナ40の一端部(突出状態における下端部)が固定される(例えば、図示しないネジ等によってホルダ51にコンバイナ40が取り付けられている)。また、ホルダ51は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して移動する。どのように移動するかについては後述する。
駆動機構用筐体52は、図2に示すように、+Z軸方向から見て略凹型の台状部材であり、所定の樹脂材料から形成されている。駆動機構用筐体52は、下ケース12に固定されており、筐体10に対して不動となっている。
具体的には、駆動機構用筐体52は、下ケース12の底から所定の間隔を空けて位置する上底部520と、上底部520の左右両端部の各々から上方に立設する壁部521と、壁部521の上端部から、後述の4節リンク機構を覆うようにして概ね下方に向かって形成される取付部522と、から構成されている。取付部522が下ケース12に所定の方法で取り付けられていることにより、駆動機構用筐体52は、下ケース12に固定されている。
具体的には、駆動機構用筐体52は、下ケース12の底から所定の間隔を空けて位置する上底部520と、上底部520の左右両端部の各々から上方に立設する壁部521と、壁部521の上端部から、後述の4節リンク機構を覆うようにして概ね下方に向かって形成される取付部522と、から構成されている。取付部522が下ケース12に所定の方法で取り付けられていることにより、駆動機構用筐体52は、下ケース12に固定されている。
第1接続部53は、樹脂材料からなる棒状の部材であり、その一端部が駆動機構用筐体52に保持され、他端部がホルダ51に連結(接続)されている。
具体的には、第1接続部53は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第1の固定軸Pを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持されている。これにより、第1接続部53は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第1の固定軸Pを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第1接続部53は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である第1の支持軸Qを中心として、ホルダ51を回転可能に支持している。
具体的には、第1接続部53は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第1の固定軸Pを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持されている。これにより、第1接続部53は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第1の固定軸Pを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第1接続部53は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である第1の支持軸Qを中心として、ホルダ51を回転可能に支持している。
例えば、駆動機構用筐体52の内側面部521aには第1の固定軸Pに沿った凸部が形成され、第1接続部53の一端部には凸部に対応する凹部が形成され、両者が連結することにより、第1接続部53は、第1の固定軸Pを中心として回転可能になっている。無論、凹凸の関係は、逆の関係でもよい。
つまり、第1接続部53は、第1の固定軸Pを中心とした関節(ジョイント)によって、駆動機構用筐体52と連結しているともいえる。そして、この関節は、1自由度を持つ。また、第1の固定軸Pとともに、後述する4節リンク機構の各関節の中心となる軸Q、R、Sについても、同様に、各部材を連結する関節が構成され、各々の軸を中心とした関節は、1自由度を持つ。さらに、第1弾性部材56の両端部の各々に位置する軸T、Uについても同様に、これら軸を中心として関節が構成されている。よって、以下では、関節についての説明は省略する。なお、図3,4,6,7では、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な軸P、S、Tを黒丸で表し、筐体10に対して移動する軸Q、R、Uを白丸で表した。
つまり、第1接続部53は、第1の固定軸Pを中心とした関節(ジョイント)によって、駆動機構用筐体52と連結しているともいえる。そして、この関節は、1自由度を持つ。また、第1の固定軸Pとともに、後述する4節リンク機構の各関節の中心となる軸Q、R、Sについても、同様に、各部材を連結する関節が構成され、各々の軸を中心とした関節は、1自由度を持つ。さらに、第1弾性部材56の両端部の各々に位置する軸T、Uについても同様に、これら軸を中心として関節が構成されている。よって、以下では、関節についての説明は省略する。なお、図3,4,6,7では、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な軸P、S、Tを黒丸で表し、筐体10に対して移動する軸Q、R、Uを白丸で表した。
また、突出状態における第1接続部53の下側部分は、第1接続部53の第1の固定軸Pを中心とした回転角を制御する、曲率が徐変する曲面を有するカム部C1となっている。このカム部C1と後述するスライダ55の接触部C2とでカム機構が構成される。
具体的には、カム部C1の曲面形状のうち、第1の固定軸Pに近い部分に形成される凸曲面は、スライダ55の移動距離あたりの第1接続部53の回転角の割合が大きくなるように形成されており、主に、収納状態から突出状態(逆も同じ)に遷移させるための曲面として形成されている。一方、カム部C1の曲面形状のうち、前記凸曲面の隣りに位置する凹曲面(凸曲面よりも第1の固定軸Pの中心から離れる位置に形成されている)は、スライダ55の移動距離あたりの第1接続部53の回転が若干逆回転になるように形成されており、突出状態におけるコンバイナ40の角度(例えば、コンバイナ40の光軸とZ軸とのなす角の角度)を微調整するための曲面として形成されている。
具体的には、カム部C1の曲面形状のうち、第1の固定軸Pに近い部分に形成される凸曲面は、スライダ55の移動距離あたりの第1接続部53の回転角の割合が大きくなるように形成されており、主に、収納状態から突出状態(逆も同じ)に遷移させるための曲面として形成されている。一方、カム部C1の曲面形状のうち、前記凸曲面の隣りに位置する凹曲面(凸曲面よりも第1の固定軸Pの中心から離れる位置に形成されている)は、スライダ55の移動距離あたりの第1接続部53の回転が若干逆回転になるように形成されており、突出状態におけるコンバイナ40の角度(例えば、コンバイナ40の光軸とZ軸とのなす角の角度)を微調整するための曲面として形成されている。
本実施形態では、以上のように形成されるカム部C1と接触部C2とからなるカム機構により、スライダ55の移動という一つの動作に基づいて、コンバイナ40を収納する/突出させる動作と、突出状態におけるコンバイナ40の角度微調整動作を実現している。特許文献1に開示されたHUD装置では、コンバイナを移動する機構と、突出状態におけるコンバイナの角度を調整する機構とが別々の機構によって構成されており、構造が複雑であるため、使用頻度が多くなれば、故障に繋がるおそれがあった。しかし、本実施形態に係るHUD装置1は、カム機構により、コンバイナ40の状態遷移制御と角度微調整制御を実現しているため、構造が簡潔であり、故障のリスクを低減することができる。また、部品点数の増大を抑え、製品コストを抑えることも可能となる。
第2接続部54は、コンバイナ40の突出状態において第1接続部53よりも下方に(−Y軸方向側)に位置する樹脂材料からなる棒状の部材であり、その一端部が駆動機構用筐体52に保持され、他端部がホルダ51に連結されている。
具体的には、第2接続部54は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第2の固定軸Sを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持されている。これにより、第2接続部54は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第2の固定軸Sを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第2接続部54は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である第2の支持軸Rを中心として、ホルダ51を回転可能に支持している。
具体的には、第2接続部54は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第2の固定軸Sを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持されている。これにより、第2接続部54は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第2の固定軸Sを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第2接続部54は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である第2の支持軸Rを中心として、ホルダ51を回転可能に支持している。
コンバイナ収納装置2は、図4に示すように、4節リンク機構によって、コンバイナ40を突出状態から収納状態に至るまで移動可能とする。4節リンク機構は、固定節(固定リンク)と、固定節の両端に位置する関節(ジョイント)の一方に繋がり、駆動力が与えられる駆動節(駆動リンク)と、固定節の他方の関節に繋がり、駆動節と対向する従動節(従動リンク)と、駆動節と従動節とを結ぶ中間節(中間リンク)と、からなる機構として知られている。
これに対応させると、本実施形態に係るコンバイナ収納装置2が有する4節リンク機構は、駆動機構用筐体52の一部(具体的には、第1の固定軸Pの中心と第2の固定軸Sの中心とを結ぶ節)が固定節として、第1接続部53が駆動節として、第2接続部54が従動節として、ホルダ51が中間節として機能するように構成されている(図3,図4参照)。なお、軸P、Q、R、Sの中心は、4節リンク機構を構成する各節のうち隣り合うもの同士の関節の中心となる。
このように構成される4節リンク機構では、第1接続部53にスライダ55によって駆動力が与えられ、この駆動力によってコンバイナ40を収納状態から突出状態に遷移させ、第1弾性部材56の復元力によってコンバイナ40を突出状態から収納状態に遷移させる。具体的な動作は後に詳述する。
これに対応させると、本実施形態に係るコンバイナ収納装置2が有する4節リンク機構は、駆動機構用筐体52の一部(具体的には、第1の固定軸Pの中心と第2の固定軸Sの中心とを結ぶ節)が固定節として、第1接続部53が駆動節として、第2接続部54が従動節として、ホルダ51が中間節として機能するように構成されている(図3,図4参照)。なお、軸P、Q、R、Sの中心は、4節リンク機構を構成する各節のうち隣り合うもの同士の関節の中心となる。
このように構成される4節リンク機構では、第1接続部53にスライダ55によって駆動力が与えられ、この駆動力によってコンバイナ40を収納状態から突出状態に遷移させ、第1弾性部材56の復元力によってコンバイナ40を突出状態から収納状態に遷移させる。具体的な動作は後に詳述する。
ここまでの説明では、コンバイナ収納装置2の左側面側(−X軸方向側)を参照して4節リンク機構を説明したが、コンバイナ収納装置2(ないしはHUD装置1)は、概ね左右対称に構成されており、その右側面側にも同様に、第1接続部、第2接続部等があり、4節リンク機構が構成されている。つまり、コンバイナ収納装置2は、コンバイナ40の左右両側において同様に動作する4節リンク機構により、突出状態から収納状態に至るまでコンバイナ40を移動させる。そのため、右側面側の4節リンク機構についての詳細は省略する。
スライダ55は、電動機57の動力によって、前後方向(概ねZ軸方向に沿って)に移動する。スライダ55の移動によって、コンバイナ40を筐体10の外に突出させるための力である第1駆動力F1(図3参照。)が、第1接続部53に与えられる。
スライダ55は、駆動機構用筐体52の上底部520の上を前後方向に移動する板状の本体部550と、本体部550の左右側面部の各々から外側に突出する摺動部551と、摺動部551よりも外側に位置し、第1接続部53と当接する接触部C2と、から構成される。
スライダ55は、駆動機構用筐体52の上底部520の上を前後方向に移動する板状の本体部550と、本体部550の左右側面部の各々から外側に突出する摺動部551と、摺動部551よりも外側に位置し、第1接続部53と当接する接触部C2と、から構成される。
摺動部551は、例えば、高さ方向がX軸方向である円柱状の部材であり、含油性のポリアセタール(POM)樹脂等の摺動性樹脂からなる。摺動部551は、駆動機構用筐体52の壁部521に設けられたガイド部521b内を摺動する(図2では、右側の摺動部551及びガイド部521bのみ示したが、左側にも両者が同様に設けられている)。ガイド部521bは、例えば、壁部521に形成された、前後方向に延びる孔(X軸方向に壁部521を貫通する貫通孔)からなり、この孔の内部で摺動部551を摺動させる(円柱状の摺動部551の側面が、ガイド部521bを摺動する)。これにより、ガイド部521bは、スライダ55を前後方向に案内する。
接触部C2は、円柱状の摺動部551の径よりも一回り大きい径を有する円板状の部材であり、例えば、摺動部551と一体的に形成されている(つまり、POM樹脂等により形成されている)。なお、摺動部551及び接触部C2を摺動するだけでなく、X軸回りに回転可能にしてもよい。
接触部C2は、ガイド部521bよりも外側、つまり、壁部521の内側面部521aよりも外側に位置する。接触部C2は、第1接続部53と当接しており、スライダ55の移動に伴って、第1接続部53に、第1の固定軸P周りに回転する力を与える。具体的には、スライダ55が前進すると(−Z軸方向に移動すると)、接触部C2は、第1接続部53を時計回り(CW: Clock Wise)に回転させる。第1接続部53が時計周りに回転すると、4節リンク機構は、コンバイナ40を筐体10の外部に突出する方向に移動させる(突出状態に遷移する方向に移動させる)。
一方、スライダ55が後退すると(+Z軸方向に移動すると)、第1弾性部材56の弾性力によって4節リンク機構は動作し、結果として、第1接続部53は(第2接続部54も同じ)、反時計回り(CCW:Counter Clock Wise)に回転する。このようにCCWに回転すると、4節リンク機構は、コンバイナ40を筐体10の内部に収納させる方向に移動させる(収納状態に遷移する方向に移動させる)。
接触部C2は、ガイド部521bよりも外側、つまり、壁部521の内側面部521aよりも外側に位置する。接触部C2は、第1接続部53と当接しており、スライダ55の移動に伴って、第1接続部53に、第1の固定軸P周りに回転する力を与える。具体的には、スライダ55が前進すると(−Z軸方向に移動すると)、接触部C2は、第1接続部53を時計回り(CW: Clock Wise)に回転させる。第1接続部53が時計周りに回転すると、4節リンク機構は、コンバイナ40を筐体10の外部に突出する方向に移動させる(突出状態に遷移する方向に移動させる)。
一方、スライダ55が後退すると(+Z軸方向に移動すると)、第1弾性部材56の弾性力によって4節リンク機構は動作し、結果として、第1接続部53は(第2接続部54も同じ)、反時計回り(CCW:Counter Clock Wise)に回転する。このようにCCWに回転すると、4節リンク機構は、コンバイナ40を筐体10の内部に収納させる方向に移動させる(収納状態に遷移する方向に移動させる)。
第1弾性部材56は、4節リンク機構に、第1復元力F2(図3参照)によってコンバイナ40を突出状態から収納状態に遷移させるための力を与えるものであり、例えば、金属性のばねからなる。第1弾性部材56は、第2接続部54と、筐体10に対して不動な部分(例えば、駆動機構用筐体52の内側面部521a)と、を連結し、連結された対象(つまり、第2接続部54)を第1復元力F2によって引っ張る。
具体的には、第1弾性部材56は、その一端部を貫きX軸に平行な軸である第1の連結軸T周りに回転可能に、且つ、他端部を貫きX軸に平行な軸である第2の連結軸U周りに回転可能に、保持されている。第1の連結軸Tは、筐体10に対して不動な軸であり、第2の連結軸Uは、第2接続部54に対して不動な軸(つまり、筐体10に対しては移動する軸)である。そして、第1弾性部材56は、その第1復元力F2により、第1の連結軸Tの中心を基準とすれば、第2の連結軸Uの中心から第1の連結軸Tの中心に向かう方向に、第2接続部54を引っ張っている。
特に、第1弾性部材56の第2の連結軸Uが位置する端部は、第2の固定軸Sを中心として、第1復元力F2により、第2接続部54をCCW方向に回転させることができる部分と連結されている。具体的には、第2接続部54には、コンバイナ40の突出状態において、第2の固定軸S中心から上方に突出する突出部540が形成されており、この突出部540に、第1弾性部材56の第2の連結軸Uが位置する端部が連結している。このようにして、第1弾性部材56の第1復元力F2は、本実施形態に係る4節リンク機構に、コンバイナ40を収納状態にさせるための力を与える。
特に、第1弾性部材56の第2の連結軸Uが位置する端部は、第2の固定軸Sを中心として、第1復元力F2により、第2接続部54をCCW方向に回転させることができる部分と連結されている。具体的には、第2接続部54には、コンバイナ40の突出状態において、第2の固定軸S中心から上方に突出する突出部540が形成されており、この突出部540に、第1弾性部材56の第2の連結軸Uが位置する端部が連結している。このようにして、第1弾性部材56の第1復元力F2は、本実施形態に係る4節リンク機構に、コンバイナ40を収納状態にさせるための力を与える。
なお、図2に示すように、第1弾性部材56の第2の連結軸U側の端部の近傍には、第2接続部54が、急激に回転しないように(つまり、4節リンク機構が急激に動作しないように)、動作を適度に抑制するロータリーダンパー60が設けられている(図2以外の図では省略した)。また、駆動機構用筐体52の取付部522には、装置の軽量化や、4節リンク機構等を組み付けしやすくするための切り欠き522aが設けられている。
電動機57は、スライダ55に前後方向に移動するための動力を与えるアクチュエーターであり、駆動機構用筐体52の上底部520の下面側(−Y軸方向側)に取り付けられている。電動機57は、図示しないFPC等により、回路基板30と導通接続され、前記制御部の制御の下、第1ギヤG1を回転させる。電動機57の駆動軸は、例えば、+X軸方向に向いており、X軸回りに回転する。
電動機57は、図5に示すように、モーター570と、第1歯車571と、第2歯車572と、第1歯車571と第2歯車572との間に配設される防振部材573と、駆動軸574aと取付部574bとを有する電動機筐体574、とを備える。これら第1歯車571と第2歯車572と防振部材573とを、駆動軸574aを中心にY軸方向に積み重ね、それぞれに設けられた切り欠き部及び突出部を締結することにより、1つのはすば歯車(第1ギヤG1)を形成する。このようにモーター570と締結する第1歯車571と、第2ギヤG2に締結する第2歯車572との間に、弾性部材からなる防振部材573を介在させることでモーター570が駆動した際のモーター570からの振動により、第1ギヤG1、第2ギヤG2間で異音などが発生してしまうのを防止することができ、さらに、第2ギヤG2からの振動がモーター570に伝達されにくくなるため、モーター570への振動などの衝撃を抑制することができる。また、電動機57を駆動機構用筐体52の上底部520の下面側に取り付ける際に、緩衝部材からなるねじ穴を有する取付部574bを設けることにより、電動機57及び駆動機構用筐体52間での振動の伝達及びそれに起因する異音などを抑制することができる。また、第1ギヤG1の図2中左側には、第1ギヤG1と締結する第2ギヤG2(概ねY軸方向に回転軸が向く)が配設されている。スライダ55は、本体部550の裏面側に、第2ギヤG2と締結するギヤ(図示せず)を有し、ており、第2ギヤG2が回転すると、前後方向に移動する。なお、図2では、第1ギヤG1、第2ギヤG2が有する複数の歯を省略して表した。
このような機構により、モーター570の回転動力が、第1ギヤG1、第2ギヤG2等を介して、スライダ55に伝達され、スライダ55は、前後方向に移動する。
なお、動機構用筐体52の所定の部分には、位置検出手段(図示せず)が配設されており、これにより、コンバイナ40が突出状態にあるか収納状態にあるかを検出できるようになっている。位置検出手段は、スライダ55の前後方向の位置を検出するリニアポテンショメータ、第1接続部53の第1の固定軸P回りの回転角度や、第2接続部54の第2の固定軸S回りの回転角度を検出するロータリーポテンショメータ等であり、例えば、回路基板30と接続され、所定の位置にスライダ55が位置した場合等に、その情報を示す検出信号を制御部に供給する。制御部は、この検出信号に基づいて、コンバイナ40が突出状態にあるか収納状態にあるかを判別する。
なお、動機構用筐体52の所定の部分には、位置検出手段(図示せず)が配設されており、これにより、コンバイナ40が突出状態にあるか収納状態にあるかを検出できるようになっている。位置検出手段は、スライダ55の前後方向の位置を検出するリニアポテンショメータ、第1接続部53の第1の固定軸P回りの回転角度や、第2接続部54の第2の固定軸S回りの回転角度を検出するロータリーポテンショメータ等であり、例えば、回路基板30と接続され、所定の位置にスライダ55が位置した場合等に、その情報を示す検出信号を制御部に供給する。制御部は、この検出信号に基づいて、コンバイナ40が突出状態にあるか収納状態にあるかを判別する。
次に、図6(a)(b)、図7(a)(b)を参照して、コンバイナ収納装置2(ないしはHUD装置1)がコンバイナ40をどのように移動させるかを説明する。以下では、コンバイナ40が収納状態からどのように突出状態に遷移するかについて主に説明する。
例えば、車両のダッシュボートに搭載された所定の機器には、「ON/OFF」と記されたボタン等を有する操作部が設けられており、ユーザ(通常、視認者E)が、このボタンを押下すると、ユーザ操作がなされたことを示す操作信号が前記制御部に供給される。制御部は、操作信号を取得し、現在、コンバイナ40が収納状態にある場合には、突出状態に遷移させるための制御を実行する。具体的には、制御部は、電動機57に動作を開始する旨の制御信号を供給する。これに応じて、電動機57は、駆動軸を一定の速度で回転させる。すると、第1ギヤG1、第2ギヤG2等を介して、電動機57の回転動力は、スライダ55を前方向に移動させるための動力に変換され、スライダ55は、前方に移動する。このようにして、HUD装置1は、図6(a)の収納状態から、図6(b)に示すような状態へと遷移する。
スライダ55が前方向に移動すると、接触部C2は、第1接続部53のカム部C1の凸曲面上を、第1の固定軸P中心から離れるように移動する(摺動及び/又は回転移動)。このように移動すると、第1接続部53は、第1の固定軸Pを中心に、第2接続部54は、第2の固定軸Sを中心に回動する(図6(b)参照)。この際、第1弾性部材56は、縮んだ状態から伸びる。
なお、ホルダ51を支持する第1の支持軸Qと第2の支持軸Rとは、コンバイナ40が移動する際に、上ケース11の開口部11bを通過できるように、調整されている。また、収納状態において開口部11bを塞ぐ蓋部60(後述する)を設け、コンバイナ40が突出状態に遷移する際に、この蓋部60がコンバイナ収納装置2の4節リンク機構に追従して開くようする。このようにすれば、収納状態において、筐体10内にゴミ等の異物が入ることなく、故障のリスクを低減することが可能である。
なお、ホルダ51を支持する第1の支持軸Qと第2の支持軸Rとは、コンバイナ40が移動する際に、上ケース11の開口部11bを通過できるように、調整されている。また、収納状態において開口部11bを塞ぐ蓋部60(後述する)を設け、コンバイナ40が突出状態に遷移する際に、この蓋部60がコンバイナ収納装置2の4節リンク機構に追従して開くようする。このようにすれば、収納状態において、筐体10内にゴミ等の異物が入ることなく、故障のリスクを低減することが可能である。
接触部C2が、カム部C1の凸曲面上の所定の部分(例えば、凸曲面の頂部)に位置すると、前記位置検出手段は、コンバイナ40が突出状態に遷移したことを示す検出信号を制御部に供給する。検出信号を取得した制御部は、電動機57の動作を停止させる。これにより、HUD装置1は、図7(a)に示す突出状態となる。
図7(a)に示す突出状態において、コンバイナ40の角度を微調整する場合について説明する。例えば、前記操作部として「ON/OFF」と記されたボタンの他、「角度調整」と記されたボタンが設けられており、このボタンを押下し続けると、カム部C1の凹曲面上を接触部C2が前後に移動を繰り返す。
具体的には、「角度調整」のボタンが押下し続けられている間は、制御部は、電動機57を駆動し続ける。例えば、図7(b)に示す状態に接触部C2が位置すると、前記位置検出手段は、この位置を示す検出信号を制御部に供給し、これに応じた制御部は、電動機57を、図7(a)から図7(b)の状態に遷移する際の駆動軸の回転とは、逆方向に回転させる。すると、接触部C2は、後退していき、図7(a)に示す状態に再度接触部C2が位置すると、前記位置検出手段は、この位置を示す検出信号を制御部に供給し、これに応じた制御部は、電動機57の駆動軸の回転を元に戻す。例えば、このような制御をボタンが押下されている間は続けることにより、ユーザは、コンバイナ40が所望の角度になった場合にボタンから指を離せば、コンバイナ40の角度を適切に調整することができる。
具体的には、「角度調整」のボタンが押下し続けられている間は、制御部は、電動機57を駆動し続ける。例えば、図7(b)に示す状態に接触部C2が位置すると、前記位置検出手段は、この位置を示す検出信号を制御部に供給し、これに応じた制御部は、電動機57を、図7(a)から図7(b)の状態に遷移する際の駆動軸の回転とは、逆方向に回転させる。すると、接触部C2は、後退していき、図7(a)に示す状態に再度接触部C2が位置すると、前記位置検出手段は、この位置を示す検出信号を制御部に供給し、これに応じた制御部は、電動機57の駆動軸の回転を元に戻す。例えば、このような制御をボタンが押下されている間は続けることにより、ユーザは、コンバイナ40が所望の角度になった場合にボタンから指を離せば、コンバイナ40の角度を適切に調整することができる。
なお、HUD装置1が、図7(a)に示す状態から図7(b)に示す状態になる際には、接触部C2が前方に移動しても(スライダ55が前方に移動しても)、カム部C2の凹曲面により、第1接続部53は、第1の固定軸Pを中心に若干CCW方向に回転し、一方、第2接続部54は、第1復元力F2により、第2接続部54を第2の固定軸Sを中心にCCW方向に回転させ、これによって、第2接続部54は、後方に(+Z軸方向に)引き戻されるようになり、コンバイナ40は、反時計回りに傾斜する。このようにして、突出状態でのコンバイナ40の角度が微調整可能となる。
なお、コンバイナ40が突出状態から収納状態へと遷移する際は、HUD装置1(ないしは、コンバイナ収納装置2)は、以上の説明とは逆の動作をすることになる。以下に、蓋部60について図8を用いて説明する。図8(a)は蓋部60の「閉状態」を示した図であり、図8(b)は蓋部60の「開状態」を示した図である。
蓋部60は、図8(a)に示すように、蓋61と、この蓋61を「開状態」から「閉状態」の間で遷移させる蓋開閉機構をなす第3接続部62と、第4接続部63と、第2弾性部材64と、補助体65と、押し下げ部66と、から構成される。
蓋61は、開口部11bを塞ぐものであり、例えば、樹脂材料により形成されている。蓋61は、閉状態において概ねXZ平面に伸びる板状であり、後述する第3接続部62と第4接続部63に保持され、これら第3接続部62、第4接続部63の回動に基づき、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して移動する。
第3接続部62は、樹脂材料からなる棒状の部材であり、その一端部が駆動機構用筐体52に保持され、他端部が蓋61に連結(接続)されている。
具体的には、第3接続部62は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第3の固定軸HPを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持されている。これにより、第3接続部62は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第3の固定軸HPを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第3接続部62は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である第3の支持軸HQを中心として、ホルダ51を回転可能に支持している。また、第3接続部62は、後述する押し下げ部66の突出部66aが引っ掛かるような凹部62aを、第3の固定軸HP近傍の押し下げ部66と面する位置に形成する。第3接続部62は、凹部62aが、押し下げ部66の突出部66aから第2駆動力F3により押し下げられることにより、第3の固定軸HPを中心にCW方向に回動する(蓋61を閉状態に遷移させる)。また、第3接続部62は、図8(a)の状態で、押し下げ部66が第1の固定軸Pを中心にCCW方向に回動することにより、突出部66aが第3接続部62の凹部62aを蹴り上げられ、これを契機に第3の固定軸HPを中心にCCW方向に回動する(蓋61を開状態に遷移させる)。
具体的には、第3接続部62は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第3の固定軸HPを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持されている。これにより、第3接続部62は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第3の固定軸HPを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第3接続部62は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である第3の支持軸HQを中心として、ホルダ51を回転可能に支持している。また、第3接続部62は、後述する押し下げ部66の突出部66aが引っ掛かるような凹部62aを、第3の固定軸HP近傍の押し下げ部66と面する位置に形成する。第3接続部62は、凹部62aが、押し下げ部66の突出部66aから第2駆動力F3により押し下げられることにより、第3の固定軸HPを中心にCW方向に回動する(蓋61を閉状態に遷移させる)。また、第3接続部62は、図8(a)の状態で、押し下げ部66が第1の固定軸Pを中心にCCW方向に回動することにより、突出部66aが第3接続部62の凹部62aを蹴り上げられ、これを契機に第3の固定軸HPを中心にCCW方向に回動する(蓋61を開状態に遷移させる)。
例えば、駆動機構用筐体52の内側面部521aには第3の固定軸HPに沿った凸部が形成され、第3接続部62の一端部には凸部に対応する凹部が形成され、両者が連結することにより、第3接続部62は、第3の固定軸HPを中心として回転可能になっている。無論、凹凸の関係は、逆の関係でもよい。つまり、第3接続部62は、第3の固定軸HPを中心とした関節(ジョイント)によって、駆動機構用筐体52と連結しているともいえる。そして、この関節は、1自由度を持つ。また、第3の固定軸HPとともに、4節リンク機構の各関節の中心となる軸HQ、HR、HSについても、同様に、各部材を連結する関節が構成され、各々の軸を中心とした関節は、1自由度を持つ。さらに、第2弾性部材64の両端部の各々に位置する第3の連結軸HT、HUについても同様に、これら軸を中心として関節が構成されている。なお、図8では、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な固定軸HP、HS、HU及びHVを黒丸で表し、筐体10に対して移動する支持軸HQ、HR、HT及びHWを白丸で表した。
第4接続部63は、蓋61の開状態及び閉状態において、第3接続部62と交差する樹脂材料からなる棒状の部材であり、その一端部が駆動機構用筐体52に保持され、他端部が蓋61に連結されている。
具体的には、第4接続部63は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第4の固定軸HSを中心として回転可能に筐体10に対して不動な部分(例えば、駆動機構用筐体52を構成する取付部522のうち+X軸方向に向く面を有する内側面部(図示せず))に保持されている。これにより、第4接続部63は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第4の固定軸HSを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第4接続部63は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である支持軸HRを中心として、蓋61を回転可能に支持している。
具体的には、第4接続部63は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第4の固定軸HSを中心として回転可能に筐体10に対して不動な部分(例えば、駆動機構用筐体52を構成する取付部522のうち+X軸方向に向く面を有する内側面部(図示せず))に保持されている。これにより、第4接続部63は、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第4の固定軸HSを中心として、概ねY−Z平面上で回転する。また、第4接続部63は、その他端部を貫き、X軸に平行な軸である支持軸HRを中心として、蓋61を回転可能に支持している。
第2弾性部材64は、4節リンク機構を用い、第2復元力F4(図8参照)によって蓋61を開状態から閉状態に遷移させるための力を与えるものであり、例えば、金属性のばねからなる。第2弾性部材64は、第4接続部63と、補助体65と、を連結し、連結された対象(つまり、第4接続部63)を第2復元力F4によって引っ張る。
具体的には、第2弾性部材64は、その一端部を貫きX軸に平行な軸である第3の連結軸HT周りに回転可能に、且つ、他端部を貫きX軸に平行な軸である第4の連結軸HU周りに回転可能に、保持されている。第3の連結軸HTは、後述する補助体65に対して不動な軸(つまり、筐体10に対しては移動する軸)であり、第4の連結軸HUは、第4接続部63に対して不動な軸(つまり、筐体10に対しては移動する軸)である。そして、第2弾性部材64は、その第2復元力F4により、第3の連結軸HTの中心を基準とすれば、第4の連結軸HUの中心から第3の連結軸HTの中心に向かう方向に、第4接続部63を引っ張っている。
特に、第2弾性部材64の第4の連結軸HUが位置する箇所は、第4の固定軸HSを中心として、第2復元力F4により、第4接続部63をCCW方向に回転させることができる部分と連結されている。
特に、第2弾性部材64の第4の連結軸HUが位置する箇所は、第4の固定軸HSを中心として、第2復元力F4により、第4接続部63をCCW方向に回転させることができる部分と連結されている。
補助体65は、樹脂材料からなる鉤形状の部材であり、その一端部が駆動機構用筐体52に保持され、駆動機構用筐体52の壁部521に設けられた第2ガイド部521cに摺動可能に保持され、補助体65の鉤形状の先端が第2弾性部材64を連結し、さらに、図示しない第3弾性部材と所定箇所で連結する。
具体的には、補助体65は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第5の固定軸HVを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持される。また、補助体65は、他端部を貫き、X軸に平行な軸である摺動軸HWを駆動機構用筐体52の壁部521に設けられた第2ガイド部521cに摺動可能に保持される。また、補助体65は、X軸に平行な所定軸において、図示しない第3弾性部材に連結され、常に第3弾性部材により第5の固定軸HVを中心にCW方向に回動するような復元力がかかるように構成される。
すなわち、補助体65は、摺動軸HW付近にかかる接触部C2(図8(a)において図示しない)の第3駆動力F5により、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第5の固定軸HVを中心として、概ねY−Z平面上でCCW方向に回転し、摺動軸HWは第2ガイド部521cに沿って−Z軸方向に摺動する。これにより第3の連結軸HTが第5の固定軸HVを中心に回転し、第4接続部63にかかる第2弾性部材64による第2復元力F4の方向を変化させる。
また、図8(b)(蓋61が開状態)の状態において、接触部C2が+Z方向に移動すると、補助体65は、第3弾性部材(図示しない)の復元力により、第5の固定軸HVを中心にCW方向に回動し、摺動軸HWは第2ガイド部521cに沿って+Z軸方向に摺動する。これにより第3の連結軸HTが第5の固定軸HVを中心に回転し、第4接続部63にかかる第2弾性部材64による第2復元力F4の方向を変化させる。
具体的には、補助体65は、その一端部を貫き、X軸に平行な軸である第5の固定軸HVを中心として回転可能に駆動機構用筐体52の一部(壁部521のうち−X軸方向に向く面を有する内側面部521a)に保持される。また、補助体65は、他端部を貫き、X軸に平行な軸である摺動軸HWを駆動機構用筐体52の壁部521に設けられた第2ガイド部521cに摺動可能に保持される。また、補助体65は、X軸に平行な所定軸において、図示しない第3弾性部材に連結され、常に第3弾性部材により第5の固定軸HVを中心にCW方向に回動するような復元力がかかるように構成される。
すなわち、補助体65は、摺動軸HW付近にかかる接触部C2(図8(a)において図示しない)の第3駆動力F5により、筐体10(ないしは駆動機構用筐体52)に対して不動な第5の固定軸HVを中心として、概ねY−Z平面上でCCW方向に回転し、摺動軸HWは第2ガイド部521cに沿って−Z軸方向に摺動する。これにより第3の連結軸HTが第5の固定軸HVを中心に回転し、第4接続部63にかかる第2弾性部材64による第2復元力F4の方向を変化させる。
また、図8(b)(蓋61が開状態)の状態において、接触部C2が+Z方向に移動すると、補助体65は、第3弾性部材(図示しない)の復元力により、第5の固定軸HVを中心にCW方向に回動し、摺動軸HWは第2ガイド部521cに沿って+Z軸方向に摺動する。これにより第3の連結軸HTが第5の固定軸HVを中心に回転し、第4接続部63にかかる第2弾性部材64による第2復元力F4の方向を変化させる。
押し下げ部66は、樹脂材料からなり、上述した第1接続部53の回動に連動して第1の固定軸Pを中心に回転するものであり、突出した突出部66aを有する。第1接続部53がCCW方向に回動することにより、突出部66aが第3接続部62の凹部62aに係合し、第3接続部63を第3の固定軸HPを中心にCW方向に回動させることができ、これにより蓋61が閉状態となる。また、図8(a)(蓋61が閉状態)の状態において、第1接続部53がCW方向に回動することにより、突出部66aが第3接続部62の凹部62aを蹴り上げ、これを契機に、第3の接続部62が第3の固定軸HPを中心にCCW方向に回動する(蓋61を開状態に遷移させる)。
蓋部60は、図8に示すように、4節リンク機構によって、蓋61を開状態から閉状態に至るまで移動可能とする。本実施形態に係る蓋部60が有する4節リンク機構は、駆動機構用筐体52の一部(具体的には、第3の固定軸HPの中心と第4の固定軸HSの中心とを結ぶ節)が固定節として、第4接続部63が駆動節として、第3接続部62が従動節として、蓋61が中間節として機能するように構成されている(図4,図8参照)。
このように構成される蓋部60の4節リンク機構では、コンバイナ収納装置2のコンバイナ40の突出収納動作に基づき、押し下げ部66が回動し、この押し下げ部66が回動することで、蓋部60の4節リンク機構の第3の接続部62が回動し、これにより蓋61が開状態または閉状態の間で遷移する。
図8(a)の状態において、コンバイナ収納装置2がコンバイナ40を突出状態にする際、押し下げ部66が第1の固定軸Pを中心にCW方向に回動し、これにより第3の接続部62の凹部62aが押し下げ部66の突出部66aに蹴り上げられ、これを契機に第4の接続部63が、第2弾性部材64の第2復元力F4により、第4の固定軸HSを中心にCCW方向に回動する(蓋61が開状態になる)。
また、図8(b)の状態において、コンバイナ収納装置2がコンバイナ40を収納状態にする際、押し下げ部66が第1の固定軸Pを中心にCCW方向に回動し、これに基づき第3の接続部62の凹部62aが押し下げ部66の突出部66aに押し下げられ、第3の接続部62が、押し下げ部66からの第2駆動力F3により、第3の固定軸HPを中心にCW方向に回動する(蓋61が閉状態になる)。
このように構成される蓋部60の4節リンク機構では、コンバイナ収納装置2のコンバイナ40の突出収納動作に基づき、押し下げ部66が回動し、この押し下げ部66が回動することで、蓋部60の4節リンク機構の第3の接続部62が回動し、これにより蓋61が開状態または閉状態の間で遷移する。
図8(a)の状態において、コンバイナ収納装置2がコンバイナ40を突出状態にする際、押し下げ部66が第1の固定軸Pを中心にCW方向に回動し、これにより第3の接続部62の凹部62aが押し下げ部66の突出部66aに蹴り上げられ、これを契機に第4の接続部63が、第2弾性部材64の第2復元力F4により、第4の固定軸HSを中心にCCW方向に回動する(蓋61が開状態になる)。
また、図8(b)の状態において、コンバイナ収納装置2がコンバイナ40を収納状態にする際、押し下げ部66が第1の固定軸Pを中心にCCW方向に回動し、これに基づき第3の接続部62の凹部62aが押し下げ部66の突出部66aに押し下げられ、第3の接続部62が、押し下げ部66からの第2駆動力F3により、第3の固定軸HPを中心にCW方向に回動する(蓋61が閉状態になる)。
ここまでの説明では、左側面側(−X軸方向側)を参照して蓋部60の4節リンク機構を説明したが、コンバイナ収納装置2(ないしはHUD装置1)は、概ね左右対称に構成されており、その右側面側にも同様に、第3接続部、第4接続部等があり、4節リンク機構が構成されている。つまり、蓋部60は、蓋61の左右両側において同様に動作する4節リンク機構により、開状態から閉状態に至るまで蓋61を移動させる。そのため、右側面側の蓋部60の4節リンク機構についての詳細は省略する。
以上の構成からなるコンバイナ収納装置2は、表示画像を表す表示光Lが到達する凹面40aを有するコンバイナ40によって表示光Lを集光して視認者Eに凹面40a側から前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置1の筐体10内に、コンバイナ40を収納可能とするコンバイナ収納装置2であって、筐体10に対して移動可能であってコンバイナ40を保持するホルダ51(保持部の一例)と、視認者Eから見て左右方向に沿って延びる軸であって筐体10に対して不動な第1の固定軸Pを中心として回転可能であり、第1の固定軸Pが一端部に位置し、ホルダ51に他端部が接続された第1接続部53と、視認者Eから見て左右方向に沿って延びる軸であって筐体10に対して不動な第2の固定軸Sを中心として回転可能であり、第2の固定軸Sが一端部に位置し、ホルダ51に他端部が接続された第2接続部54と、を備え、第1接続部53を第1駆動力F1が与えられることで駆動する駆動節とし、第2接続部54を従動節とし、ホルダ51を中間節とし、第1の固定軸Pと第2の固定軸Sとを結ぶ節を固定節とした4節リンク機構によって、コンバイナ40を筐体10から突出した突出状態から筐体10内に収納された収納状態に至るまで移動させることができ、第2接続部54(第1接続部53と第2接続部54とホルダ51とのうち少なくとも一つ、の一例)と筐体10に対して不動な部分とを連結し、第2接続部54(連結された対象)を第1復元力F2によって引っ張る第1弾性部材56が設けられ、前記駆動力と前記復元力とのうち、一方の力によって前記コンバイナを前記突出状態から前記収納状態に遷移させ、他方の力によって前記コンバイナを前記収納状態から前記突出状態に遷移させる。
これによれば、コンバイナ収納装置2に振動が与えられても、第1弾性部材56の弾性力によって、常に振動を良好に吸収でき、駆動機構50にかかる不要なストレスを極力抑制することができるため、コンバイナ40の駆動機構50が破損しづらい。また、駆動力がかかる接続部と、復元力がかかる接続部とを異ならせているため、双方の接続部(第1接続部53及び第2接続部54)に、常に第1駆動力F1または第1復元力F2がかかっているので、常に振動を良好に吸収でき、駆動機構50にかかる不要なストレスを極力抑制することができるため、コンバイナ40の駆動機構50が破損しづらい。また、コンバイナ40の収納状態において、第1弾性部材56が伸びた状態とならないため、第1弾性部材56自身及びそれに係合する部材にかかる負担を軽減することができる。
これによれば、コンバイナ収納装置2に振動が与えられても、第1弾性部材56の弾性力によって、常に振動を良好に吸収でき、駆動機構50にかかる不要なストレスを極力抑制することができるため、コンバイナ40の駆動機構50が破損しづらい。また、駆動力がかかる接続部と、復元力がかかる接続部とを異ならせているため、双方の接続部(第1接続部53及び第2接続部54)に、常に第1駆動力F1または第1復元力F2がかかっているので、常に振動を良好に吸収でき、駆動機構50にかかる不要なストレスを極力抑制することができるため、コンバイナ40の駆動機構50が破損しづらい。また、コンバイナ40の収納状態において、第1弾性部材56が伸びた状態とならないため、第1弾性部材56自身及びそれに係合する部材にかかる負担を軽減することができる。
また、コンバイナ収納装置2は、第1接続部53に当接し、視認者Eから見て前後方向に移動する接触部C2(ないしはスライダ55;移動体の一例)をさらに備え、接触部C2が後方に移動することによって、第1接続部53に第1駆動力F1が与えられる。
また、コンバイナ収納装置2は、第1接続部53と接触部C2とでカム機構を構成し、第1接続部53の接触部C2と当接する部分(カム部C1)は、第1接続部53の第1の固定軸Pを中心とした回転角を制御する、曲率が徐変する曲面を有する。
前述したように、コンバイナ収納装置2では、カム機構により、コンバイナ40の状態遷移制御と角度微調整制御を実現しているため、構造が簡潔であり、故障のリスクを低減することができる。また、部品点数の増大を抑え、製品コストを抑えることも可能となる。
前述したように、コンバイナ収納装置2では、カム機構により、コンバイナ40の状態遷移制御と角度微調整制御を実現しているため、構造が簡潔であり、故障のリスクを低減することができる。また、部品点数の増大を抑え、製品コストを抑えることも可能となる。
また、電動機57において、モーター570と締結する第1歯車571と、第2ギヤG2に締結する第2歯車572との間に、弾性部材からなる防振部材573を介在させることでモーター570が駆動した際のモーター570からの振動により、第1ギヤG1、第2ギヤG2間で異音などが発生してしまうのを防止することができ、さらに、第2ギヤG2からの振動がモーター570に伝達されにくくなるため、モーター570への振動などの衝撃を抑制することができ、電動機57の故障のリスクを低減することができる。
また、HUD装置1は、コンバイナ収納装置2と、表示光Lを出射する表示器20と、コンバイナ40と、筐体10と、を備える。
(変形例)
なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることができるのはもちろんである。
なお、本発明は上記実施形態及び図面によって限定されるものではない。上記実施形態及び図面に変更(構成要素の削除も含む)を加えることができるのはもちろんである。
以上の説明では、表示器20とコンバイナ40が対向する配置例を示したがこれに限られない。例えば、表示器20を+Z軸方向側に表示光Lを出射するように配置し、所定の反射部材により、光路を折り返して、表示光Lをコンバイナ40に到達させてもよい。
以上の説明では、第1弾性部材56が第2接続部54を引っ張る例を示したが、代わりに、第1接続部53を引っ張る弾性部材を設けたり、ホルダ51を斜め上方に引っ張る弾性部材を設けたりすることも可能である。
以上の説明では、電動機57として、駆動軸の回転速度が一定のモータを用いた例を示したが、これに限られない。電動機57は、サーボモータや、ステッピングモータであってもよい。これらのモータで、駆動軸の回転角を制御すれば、カム機構を用いなくとも、スライダ55の移動速度調整や、コンバイナ40の角度微調整が可能である。但し、制御を簡潔にしたい場合は、カム機構を用いた方がより良い。
以上の説明では、HUD装置1(ないしは、コンバイナ収納装置2)を設置する乗り物の一例を車両としたが、これに限られない。HUD装置1を船舶、航空機等のその他の乗り物の運転席付近に設置することもできる。さらには、乗り物の運転席付近に設置するものに限らず、室内に設置する卓上インテリア等に適用することも可能である。
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
1 HUD装置
2 コンバイナ収納装置
10 筐体
20 表示器
30 回路基板
40 コンバイナ
50 駆動機構
51 ホルダ
52 駆動機構用筐体
53 第1接続部
C1 カム部
P 第1の固定軸
Q 第1の支持軸
54 第2接続部
S 第2の固定軸
R 第2の支持軸
55 スライダ
C2 接触部
56 弾性部材
T 第1の連結軸
U 第2の連結軸
57 電動機
60 蓋部
2 コンバイナ収納装置
10 筐体
20 表示器
30 回路基板
40 コンバイナ
50 駆動機構
51 ホルダ
52 駆動機構用筐体
53 第1接続部
C1 カム部
P 第1の固定軸
Q 第1の支持軸
54 第2接続部
S 第2の固定軸
R 第2の支持軸
55 スライダ
C2 接触部
56 弾性部材
T 第1の連結軸
U 第2の連結軸
57 電動機
60 蓋部
Claims (4)
- 表示画像を表す表示光が到達する凹面を有するコンバイナによって前記表示光を集光して視認者に前記凹面側から前記表示画像を視認させるヘッドアップディスプレイ装置の筐体内に、前記コンバイナを収納可能とするコンバイナ収納装置であって、
前記筐体に対して移動可能であって前記コンバイナを保持する保持部と、
前記視認者から見て左右方向に沿って延びる軸であって前記筐体に対して不動な第1の軸を中心として回転可能であり、前記第1の軸が一端部に位置し、前記保持部に他端部が接続された第1接続部と、
前記視認者から見て左右方向に沿って延びる軸であって前記筐体に対して不動な第2の軸を中心として回転可能であり、前記第2の軸が一端部に位置し、前記保持部に他端部が接続された第2接続部と、を備え、
前記第1接続部を駆動力が与えられることで駆動する駆動節とし、前記第2接続部を従動節とし、前記保持部を中間節とし、前記第1の軸の中心と前記第2の軸の中心とを結ぶ節を固定節とした4節リンク機構によって、前記コンバイナを前記筐体から突出した突出状態から前記筐体内に収納された収納状態に至るまで移動させることができ、
前記第1接続部と前記第2接続部と前記保持部とのうち少なくとも一つと前記筐体に対して不動な部分とを連結し、連結された対象を復元力によって引っ張る弾性部材が設けられ、
前記駆動力によって前記コンバイナを前記収納状態から前記突出状態に遷移させ、
前記復元力によって前記コンバイナを前記突出状態から前記収納状態に遷移させる、
ことを特徴とするコンバイナ収納装置。 - 前記第1接続部に当接し、前記視認者から見て前後方向に移動する移動体をさらに備え、
前記移動体によって、前記第1接続部に前記駆動力が与えられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のコンバイナ収納装置。 - 前記第1接続部と前記移動体とでカム機構を構成し、
前記第1接続部の前記移動体と当接する部分は、前記第1接続部の前記第1の軸を中心とした回転角を制御する、曲率が徐変する曲面を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載のコンバイナ収納装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコンバイナ収納装置と、
前記表示光を出射する表示器と、前記コンバイナと、前記筐体と、を備える、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
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