JP2019120278A - 送りネジ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、ステッピングモータにより送りねじ(リードスクリュー)を回転させて送りねじの軸方向にナット(可動部材)を移動するレンズ駆動装置(ネジ装置)であって、ナットに設けたピンを固定されたストッパと当接させて所定の停止位置でナットを停止する構成が開示されている。
一方、センサーを用いて可動部材の位置を検出して所定の停止位置で可動部材を停止する構成にすると装置の複雑化や高コスト化を招く。
また、可動部材を停止させる停止部の構成などによっては、可動部材を反転動作(所定の停止位置に向かう方向とは反対方向に可動部材を所定の停止位置から移動させる動作)する際、停止部がストッパに引っ掛かるなどして、反転動作不良を引き起こす虞がある。
最初に、図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態に係る送りネジ装置1を備えるヘッドアップディスプレイ装置1000について説明する。ここで、図1は、本発明の一実施形態に係る送りネジ装置1を備えるヘッドアップディスプレイ装置1000の概略構成図である。また、図2は、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置1000の表示装置102の概略断面図である。
なお、図1および図2、並びに、後述の図3から図11において、Z方向は鉛直方向であり、X方向およびY方向は共に水平方法であって、X方向、Y方向およびZ方向は各々垂直に交わる方向である。このうち、X方向は送りネジ装置1の可動部材2(図3など参照)の移動方向に対応する。
ここで、図3から図5は、本実施形態の送りネジ装置1の概略側面図である。このうち、図3は、可動部材2と停止部としてのレバー3とが離れた位置にある状態である。また、図4は、可動部材2とレバー3の接触部3aとが接触し、レバー3の当接部3bとが離れた位置にある状態である。また、図5は、可動部材2とレバー3の接触部3aとが接触し、レバー3の当接部3bとストッパ4の被当接部4aとが当接している状態である。
また、図6及び図7は、本実施形態の送りネジ装置1の要部の概略斜視図であり、構成部材を一部省略した図である。このうち、図6は、図3に対応し、可動部材2と停止部としてのレバー3とが離れた位置にある状態である。また、図7は、図5に対応し、可動部材2とレバー3の接触部3aとが接触し、レバー3の当接部3bとストッパ4の被当接部4aとが当接している状態である。
また、図8から図10は、本実施形態の送りネジ装置1の停止部としてのレバー3の概略側図である。このうち、図8は側面図であり、図9及び図10は各々異なる方向から見た斜視図である。
また、図11は、本実施形態の送りネジ装置1のストッパ4の概略斜視図である。
そして、図12及び図13は、本実施形態の送りネジ装置1の停止機構11の模式図である。このうち、図12は、図5及び図7に対応し、可動部材2とレバー3の接触部3aとが接触し、レバー3の当接部3bとストッパ4の被当接部4aとが当接している状態である。また、図13は、図12の状態からリードスクリュー5が約半回転分、回転方向R2に回転した状態である。
なお、停止部の構成や形成位置は上記の実施形態に限定されない。レバー形状でなくてもよいし、本実施形態とは異なる位置に取り付けられていてもよい。また、本実施形態のレバー3における可動部材2のX方向における移動に伴う動作は、可動部材2の移動に伴って接触部3aが可動部材2に接触することで当接部3aが可動部材2の移動方向とは反対方向に移動する動作であるが、このような動作に限定されず、停止部の構成や形成位置などに応じて任意の構成とすることができる。
例えば、本実施例のようにリードスクリュー5に沿うガイドシャフト10を備え、可動部材2がガイドシャフト10が挿通されている構成においては、停止部が可動部材に形成される構成であってもよい。このような構成であれば、停止部を通して可動部材2へ伝わる負荷が全てリードスクリュー5におけるネジ部分へ伝わらないので、ネジ部分への負荷を抑制できる。
また、当接部3bが可動部材2の進行方向とは反対側に向かって動く構成としていることで、ストッパ4と当接部3bとの相対的な接近速度及び離間速度を可動部材2の移動速度よりも速くすることができ、簡易で確実な動作とすることができる。
別の表現をすると、本実施形態の当接部3bおよび被当接部4aには、リードスクリュー5を第1方向(回転方向R1)に回転させて当接部3bと被当接部4aとを当接させた状態(図5、図7及び図12参照)からリードスクリュー5を第1方向とは逆の第2方向(回転方向R2)に回転させた際(図13参照)に、当接部3bと被当接部4aとの当接を回避する、逃げ部6が形成されている。このように逃げ部6を形成していることで、可動部材2を第1方向(可動部材2を所定の停止位置に向かう方向に移動させる方向)に移動させて当接部3bと被当接部4aとを当接させて所定の停止位置に停止させた後に可動部材2を第2方向に移動(反転動作)させたときに、当接部3bと被当接部4aとが意図せず接触してレバー3とストッパ4とが引っ掛かり、リードスクリュー5の回転が妨げられて反転動作不良を引き起こすことを抑制している。
なお、レバー3が変形する(第1アーム部3eがX方向に撓る)とき、該変形により反力が発生し、レバー3とストッパ4との接触部分で摩擦が発生し、ロストルクが発生する。そこで、モータ発生トルクTmから定常動作に必要なトルクTnを引いた値がレバー3とストッパ4との摩擦トルクTfよりも大きい(Tm−Tn>Tf)という力関係となるようにレバー3の剛性を設計している。
ここで、レバー3とストッパ4との摩擦トルクTfは、レバー3の反力Nと摩擦係数μと接触部分までの回転軸(リードスクリュー5の回転中心)からの半径lとの積で表すことができる(Tf=N×μ×l)。
別の表現をすると、本実施形態の第1アーム部3eは、当接部3bのストッパ4と当接する当接側におけるX方向の厚さL3b(図10参照)が当接側の反対側におけるX方向の厚さL3a(図8参照)よりも薄い。本実施形態のレバー3は、このように、当接側におけるX方向の厚さL3bが当接側の反対側におけるX方向の厚さL3aよりも薄い領域3hを有する第1アーム部3eを有する構成としていることで、第1アーム部3eを該第1アーム部3eの回転方向に撓みやすくし、可動部材2を反転動作させた際にストッパ4と当接部3bとが多少引っかかったとしても第1アーム部3eを該回転方向に撓ませて効果的に反転動作不良を抑制できるようにしている。
また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
3…レバー(停止部)、3a…接触部、3b…当接部、3c…当接面、3d…切欠き
3e…第1アーム部、3f…第2アーム部、3g…支持部、3h…薄い領域、
3i…リブ、3j…バネ係止部、4…ストッパ、4a…被当接部、4b…被当接面、
4c…環状部分、5…リードスクリュー、5a…大径領域、5b…小径領域、
6…逃げ部、6a…当接部3b側の逃げ部、6b…被当接部4a側の逃げ部、
7…支軸(回動軸)、8…コイルバネ、9…モータ、10…ガイドシャフト、
11…停止機構、12…フレーム、12a…側面側平板部材、
12b…底面側平板部材、13…軸受、100…車両、
101…インストルメントパネル、102…表示装置、103…フロントガラス、
104…運転者、110…液晶表示器、111…光源、112…液晶表示素子、
120…第1の反射器、121…コールドミラー、121a…ガラス基板、
121b…第1の反射層、122…取付部材、130…第2の反射器、
131…凹面鏡131、131a…第2の反射層、132…ミラーホルダ、
132a…突出辺、140…ハウジング、141…上側ケース、141a…開口部、
142…下側ケース、143…内部空間、144…透過性カバー、150…配線基板、
1000…ヘッドアップディスプレイ装置、A…回転軸、L…表示光、
L1…当接部3bから支持部3gまでの距離、
L2…接触部3aから支持部3gまでの距離、
L3…第1アーム部3eのX方向の厚さ、
L3a…当接側の反対側におけるX方向の厚さ、
L3b…当接側におけるX方向の厚さ、L4…第1アーム部3eのY方向の厚さ、
V…虚像
Claims (8)
- 雌ネジが形成されている可動部材と、
雄ネジを有し、回転することで、前記雄ネジに前記雌ネジが取り付けられている前記可動部材を、軸方向に移動させるリードスクリューと、
前記リードスクリューに取り付けられており、前記リードスクリューと一体的に回転するストッパと、
前記可動部材の移動に伴って動作し、前記動作に伴って前記ストッパと当接することで前記リードスクリューの回転を停止させる停止部と、
を備えることを特徴とする送りネジ装置。 - 請求項1に記載の送りネジ装置において、
前記停止部は、前記可動部材の移動に伴って前記可動部材と接触する接触部と、前記可動部材の移動により前記可動部材が前記接触部を押圧することに伴って前記可動部材の進行方向とは反対側に向かって動いて前記ストッパに当接する当接部と、を有することを特徴とする送りネジ装置。 - 請求項2に記載の送りネジ装置において、
前記停止部は、前記軸方向と直交する方向を回動軸として回動可能な支持部を備え、前記接触部は前記支持部と繋がっており、前記当接部は前記支持部と繋がっていることを特徴とする送りネジ装置。 - 請求項3に記載の送りネジ装置において、
前記当接部から前記支持部までの距離は前記接触部から前記支持部までの距離よりも長いことを特徴とする送りネジ装置。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載の送りネジ装置において、
モータを有し、
前記リードスクリューは前記モータのロータ軸と一体に形成されていることを特徴とする送りネジ装置。 - 請求項5に記載の送りネジ装置において、
前記軸方向と直交する方向に面を有する2つの側面側平板部材と前記2つの側面側平板部材の夫々と繋がる底面側平板部材とを有するフレームを備え、
前記2つの側面側平板部材の一方側には前記リードスクリューの軸受が設けられ、前記2つの側面側平板部材の他方側には前記モータが設けられていることを特徴とする送りネジ装置。 - 請求項6に記載の送りネジ装置において、
前記停止部における前記ストッパと当接する当接部は、前記可動部材と前記側面側平板部材との間の位置で、前記ストッパと当接可能に構成されていることを特徴とする送りネジ装置。 - 請求項5から7のいずれか1項に記載の送りネジ装置において、
前記停止部は、前記モータの上部に配置されていることを特徴とする送りネジ装置。
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