JP2021167872A - ミラーユニットおよびヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

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孝文 春日
Takafumi Kasuga
裕之 畑迫
Hiroyuki Hatasako
守 山岡
Mamoru Yamaoka
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Abstract

【課題】反射ミラーと、反射ミラーが固定されるミラーホルダーと、ミラーホルダーを回動させる回動機構と、ミラーホルダーの回動方向の一方にミラーホルダーを付勢するバネ部材とを備えるミラーユニットにおいて、反射ミラーが大型化しても、バネ部材の付勢力と回動機構の駆動力とに起因するミラーホルダーの捩じれを抑制することが可能なミラーユニットを提供する。【解決手段】ミラーユニット4では、ミラーホルダー10の回動方向の一方にミラーホルダー10を付勢するバネ部材13は、ミラーホルダー10のY2方向端側でミラーホルダー10を付勢している。また、ミラーユニット4では、ミラーホルダー10に形成される動力被伝達部10eと、回動機構12の一部を構成する可動部材31とは、ミラーホルダー10のY2方向端側で係合している。【選択図】図3

Description

本発明は、表示器から射出される光を反射するためのミラーユニットに関する。また、本発明は、かかるミラーユニットを備えるヘッドアップディスプレイ装置に関する。
従来、車両のダッシュボード内に設置されるヘッドアップディスプレイ装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、表示部からの表示光をフロントガラスに向かって反射するミラーユニットを備えている。ミラーユニットは、表示光を反射する凹面鏡と、凹面鏡を保持する凹面鏡ホルダーと、凹面鏡ホルダーを凹面鏡と一緒に回動させるミラー駆動ユニットと、凹面鏡ホルダーを付勢するネジリコイルバネ(トーションバネ)とを備えている。
特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、凹面鏡ホルダーは、凹面鏡が固定される本体部と、凹面鏡ホルダーの回動中心となる一対の回転軸部と、ミラー駆動ユニットに係合する被押圧部とを備えている。一対の回転軸部のうちの一方の回転軸部は、本体部から右方向に突出し、他方の回転軸部は、本体部から左方向に突出している。回転軸部は、ヘッドアップディスプレイ装置の筐体に固定される軸ホルダーに回動可能に支持されている。被押圧部は、本体部の下端面の、左右方向の中心に繋がっている。被押圧部は、本体部から下方向に突出している。
特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、ネジリコイルバネには、一対の回転軸部のうちの一方の回転軸部が挿通されている。ネジリコイルバネは、凹面鏡ホルダーの回動方向の一方に凹面鏡ホルダーを付勢している。また、ネジリコイルバネは、圧縮コイルバネの機能も果たしており、回転軸部の軸方向の一方に凹面鏡ホルダーを付勢している。ネジリコイルバネは、車両が振動したときの、軸ホルダーに対する凹面鏡ホルダーおよび凹面鏡のがたつきを抑制する機能を果たしている。
また、特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、ミラー駆動ユニットは、モータと、モータの出力軸に形成されるねじ軸と、ねじ軸に一部が螺合する可動部とを備えている。可動部は、ねじ軸が回転すると、ねじ軸に沿って移動する。可動部には、凹面鏡ホルダーの被押圧部が接触する接触面が形成されている。被押圧部は、ネジリコイルバネの付勢力によって可動部の接触面に接触している。凹面鏡ホルダーは、可動部が移動すると、一対の回転軸部を回動中心にして回動する。
特開2019−139127号公報
近年、ヘッドアップディスプレイ装置によってフロントガラス等に表示される情報量が増加する傾向にあり、より多くの情報を表示するために、凹面鏡が大型化する傾向がある。凹面鏡が大型化すると、凹面鏡ホルダーも大型化する。また、凹面鏡および凹面鏡ホルダーが大型化すると、凹面鏡および凹面鏡ホルダーの重量が増加する。
特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、凹面鏡ホルダーが大型化すると、ネジリコイルバネに挿通される回転軸部と、ミラー駆動ユニットの動力が伝達される被押圧部との左右方向の距離が長くなる。すなわち、凹面鏡ホルダーが大型化すると、ネジリコイルバネの付勢力が凹面鏡ホルダーに作用する位置と、ミラー駆動ユニットの駆動力が凹面鏡ホルダーに作用する位置との左右方向の距離が長くなる。また、特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、凹面鏡および凹面鏡ホルダーが大型化して、凹面鏡および凹面鏡ホルダーの重量が増加すると、凹面鏡ホルダーおよび凹面鏡のがたつきを抑制するために、ネジリコイルバネの付勢力を高める必要がある。
このように、特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置において、凹面鏡が大型化して凹面鏡ホルダーが大型化すると、ネジリコイルバネの付勢力が凹面鏡ホルダーに作用する位置と、ミラー駆動ユニットの駆動力が凹面鏡ホルダーに作用する位置との左右方向の距離が長くなるとともに、ネジリコイルバネの付勢力を高める必要がある。そのため、このヘッドアップディスプレイ装置では、凹面鏡が大型化すると、凹面鏡ホルダーが捩じれやすくなる。
特に、ネジリコイルバネの付勢方向と反対方向に凹面鏡ホルダーを回動させるときに、ミラー駆動ユニットの駆動力が被押圧部に伝達されると、凹面鏡ホルダーが大きく捩じれるおそれがある。すなわち、特許文献1に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、凹面鏡が大型化すると、ネジリコイルバネの付勢力とミラー駆動ユニットの駆動力とに起因して凹面鏡ホルダーが大きく捩じれるおそれがある。また、凹面鏡ホルダーが大きく捩じれると、凹面鏡ホルダーに保持される凹面鏡が大きく捩じれて、フロントガラスに投射される虚像の歪みや位置ずれが生じるおそれがある。
そこで、本発明の課題は、反射ミラーと、反射ミラーが固定されるミラーホルダーと、ミラーホルダーを回動させる回動機構と、ミラーホルダーの回動方向の一方にミラーホルダーを付勢するバネ部材とを備えるミラーユニットにおいて、反射ミラーが大型化しても、バネ部材の付勢力と回動機構の駆動力とに起因するミラーホルダーの捩じれを抑制することが可能なミラーユニットを提供することにある。また、本発明の課題は、かかるミラーユニットを備え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。
上記の課題を解決するため、本発明のミラーユニットは、反射ミラーと、反射ミラーが固定されるミラーホルダーと、ミラーホルダーを回動可能に保持するフレームと、所定の第1方向を回動の軸方向としてフレームに対してミラーホルダーを回動させる回動機構と、フレームに対するミラーホルダーの回動方向の一方にミラーホルダーを付勢するバネ部材とを備え、回動機構は、モータと、モータの出力軸に形成または固定されるリードスクリューに係合するとともにリードスクリューが回転するとリードスクリューに沿って直線的に移動する可動部材とを備え、ミラーホルダーには、可動部材に係合する動力被伝達部が形成され、ミラーホルダーは、リードスクリューに沿って可動部材が移動すると、フレームに対して回動し、第1方向の一方を第2方向とし、第2方向の反対方向を第3方向とすると、バネ部材は、ミラーホルダーの第2方向端側でミラーホルダーを付勢し、動力被伝達部と可動部材とは、ミラーホルダーの第2方向端側で係合していることを特徴とする。
本発明のミラーユニットでは、ミラーホルダーの回動方向の一方にミラーホルダーを付勢するバネ部材は、ミラーホルダーの第2方向端側でミラーホルダーを付勢している。また、本発明では、ミラーホルダーに形成される動力被伝達部と、回動機構の一部を構成する可動部材とは、ミラーホルダーの第2方向端側で係合している。そのため、本発明では、反射ミラーが大型化してミラーホルダーが大型化しても、バネ部材の付勢力がミラーホルダーに作用する位置と、回動機構の駆動力がミラーホルダーに作用する位置との第1方向の距離を短くすることが可能になる。
したがって、本発明では、反射ミラーが大型化してミラーホルダーが大型化しても、また、反射ミラーおよびミラーホルダーが大型化して反射ミラーおよびミラーホルダーの重量が増加するために、バネ部材の付勢力を高める必要があっても、バネ部材の付勢力と回動機構の駆動力とに起因するミラーホルダーの捩じれを抑制することが可能になる。
本発明において、たとえば、ミラーホルダーは、反射ミラーが固定されるホルダー本体と、ホルダー本体から第2方向に向かって突出するとともにフレームに対するミラーホルダーの回動中心となる第1回動中心軸と、ホルダー本体から第3方向に向かって突出するとともにフレームに対するミラーホルダーの回動中心となる第2回動中心軸とを備え、バネ部材は、ネジリコイルバネであり、ネジリコイルバネには、第1回動中心軸が挿通され、ホルダー本体は、第1方向に直交するホルダー本体の表裏方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成され、第1回動中心軸および第2回動中心軸は、ホルダー本体の表裏方向と第1方向とに直交する第4方向における中間位置でホルダー本体に繋がり、動力被伝達部は、ホルダー本体の第2方向の端部から第4方向の一方に突出している。
本発明において、ミラーユニットは、フレームに対して第2方向にミラーホルダーを付勢する引張りコイルバネを備え、引張りコイルバネの第2方向側の端部は、フレームの第2方向端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネの第3方向側の端部は、ホルダー本体の第2方向端側部分に取り付けられていることが好ましい。このように構成すると、引張りコイルバネの付勢力によってミラーホルダーに第1方向の圧縮力が生じたとしても、この圧縮力は、ミラーホルダーの第2方向端側部分にしか作用しない。
したがって、大型化して重量が重くなったミラーホルダーおよび反射ミラーの第1方向のがたつきを抑制するために、引張りコイルバネの付勢力を大きくしても、ミラーホルダーの変形を抑制することが可能になる。また、このように構成すると、ミラーユニットがネジリコイルバネと引張りコイルバネとを別々に備えているため、ネジリコイルバネの付勢力と引張りコイルバネの付勢力とを個別に設定することが可能になり、その結果、ネジリコイルバネの付勢力および引張りコイルバネの付勢力を容易に設定することが可能になる。
本発明において、第1方向から見たときに、第1回動中心軸と引張りコイルバネとは、互いにずれた位置に配置され、ネジリコイルバネによるミラーホルダーの付勢方向を第5方向とし、ミラーホルダーの回動範囲における第5方向端までミラーホルダーが回動したときのミラーホルダーの位置を基準位置とすると、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、第1回動中心軸および第2回動中心軸を中心とするミラーホルダーの回動方向において、ネジリコイルバネの付勢力と引張りコイルバネの付勢力との合力によってミラーホルダーが第5方向にかつ所定の付勢力で付勢されていることが好ましい。
このように構成すると、第1方向から見たときに、第1回動中心軸と引張りコイルバネとが互いにずれた位置に配置されているため、第1方向でミラーユニットを小型化しつつ、引張りコイルバネを配置することが可能になる。一方で、第1方向から見たときに、第1回動中心軸と引張りコイルバネとが互いにずれた位置に配置されていると、引張りコイルバネの付勢力がミラーホルダーの回動方向にも作用する。
しかしながら、このように構成すると、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、第1回動中心軸および第2回動中心軸を中心とするミラーホルダーの回動方向において、ネジリコイルバネの付勢力と引張りコイルバネの付勢力との合力によってミラーホルダーが第5方向にかつ所定の付勢力で付勢されているため、引張りコイルバネの付勢力の影響でミラーホルダーが第5方向に付勢されないといった状況が生じなくなる。したがって、第1方向から見たときに、第1回動中心軸と引張りコイルバネとが互いにずれた位置に配置されていても、ミラーホルダーの回動方向におけるミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制することが可能になる。
本発明において、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、引張りコイルバネの長手方向と第1方向とが平行になっていることが好ましい。このように構成すると、ミラーホルダーが基準位置に配置されているときに、引張りコイルバネの付勢力はミラーホルダーの回動方向において作用しなくなる。また、ミラーホルダーが基準位置から第5方向の反対方向へ回動すると、引張りコイルバネの付勢力はミラーホルダーの回動方向において第5方向に作用する。すなわち、ミラーホルダーが基準位置から第5方向の反対方向へ回動すると、引張りコイルバネの付勢力はネジリコイルバネの付勢方向と同じ方向に作用する。したがって、ネジリコイルバネの付勢力を小さくしても、ミラーホルダーの回動方向におけるミラーホルダーおよび反射ミラーのがたつきを抑制することが可能になる。
本発明において、たとえば、ネジリコイルバネは、フレームに対して第3方向にミラーホルダーを付勢していても良い。
本発明において、ミラーユニットは、ミラーホルダーを回動可能に支持する円筒状の軸受けを備え、ミラーホルダーは、反射ミラーが固定されるホルダー本体と、ホルダー本体から第2方向に向かって突出するとともにフレームに対するミラーホルダーの回動中心となる第1回動中心軸と、ホルダー本体から第3方向に向かって突出するとともにフレームに対するミラーホルダーの回動中心となる第2回動中心軸とを備え、ホルダー本体は、第1方向に直交するホルダー本体の表裏方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成され、フレームは、ホルダー本体の第2方向側に配置されるとともに軸受けが取り付けられる第1側面部と、ホルダー本体の第3方向側に配置されるとともに軸受けが取り付けられる第2側面部と、ホルダー本体の裏面側で第1側面部と第2側面部とを繋ぐ後面部とを備え、第1側面部には、第1方向で第1側面部を貫通するとともに軸受けが配置される軸受け配置穴が形成され、第2側面部には、第2側面部の、第2回動中心軸の一部が配置される部分である軸配置部から第2側面部の端面まで通じるとともに第1方向で第2側面部を貫通する連通溝が形成され、第2側面部には、軸受けを保持する軸受けホルダーが第3方向側から固定されていることが好ましい。
このように構成すると、軸受けが取り付けられる第1側面部と第2側面部とがホルダー本体の裏面側に配置される後面部によって繋がれており、かつ、ホルダー本体が表裏方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成されているため、反射ミラーが大型化して、その結果、反射ミラーが固定されるホルダー本体が大型化しても、第1側面部の、第1回動中心軸を支持する部分から、第1側面部と後面部との接続部分(すなわち、第1側面部の根本)までの距離、および、第2側面部の、第2回動中心軸を支持する部分から、第2側面部と後面部との接続部分(すなわち、第2側面部の根本)までの距離を短くすることが可能になる。また、ホルダー本体の裏面側に配置される後面部によって第1側面部と第2側面部とが繋がれているため、反射ミラーが大型化してホルダー本体が大型化すると、第1側面部の根本および第2側面部の根本の幅を広げやすくなる。したがって、反射ミラーが大型化しても、フレームの剛性を確保することが可能になり、その結果、ミラーユニットが振動したときのフレームの変形を抑制することが可能になる。
また、このように構成すると、円筒状に形成される軸受けに第1回動中心軸および第2回動中心軸が支持されているため、反射ミラーが大型化して重くなっても、反射ミラーを円滑に回動させることが可能になる。一方で、このように構成すると、円筒状に形成される軸受けに第1回動中心軸および第2回動中心軸が支持されているため、ミラーユニットの組立が煩雑になるおそれがある。
しかしながら、第2側面部に、第2側面部の、第2回動中心軸の一部が配置される部分である軸配置部から第2側面部の端面まで通じるとともに第1方向で第2側面部を貫通する連通溝が形成されているため、連通溝を利用して、第1側面部の軸受け配置穴に配置される軸受けに第1回動中心軸を容易に挿入することが可能になるとともに、第2側面部の軸配置部に第2回動中心軸の一部を容易に配置することが可能になる。また、第2側面部に、軸受けを保持する軸受けホルダーが第3方向側から固定されているため、連通溝を利用して軸配置部に配置した第2回動中心軸に、軸受けホルダーに保持される円筒状の軸受けを第3方向側から容易に取り付けることが可能になる。したがって、円筒状に形成される軸受けに回動中心軸が支持されていても、ミラーユニットを容易に組み立てることが可能になる。
また、このように構成すると、第2側面部に、第2側面部の端面まで通じる連通溝が形成されているため、第2側面部の剛性が低下しやすくなるが、第2側面部に軸受けホルダーが固定されているため、軸受けホルダーによって、第2側面部の剛性を補強することが可能になる。したがって、第2側面部に連通溝が形成されていても、ミラーユニットが振動したときの第2側面部の変形を抑制することが可能になる。
また、本発明では、ミラーホルダーの動力被伝達部と回動機構の可動部材とがミラーホルダーの第2方向端側で係合しているため、このように構成すると、回動機構によってミラーホルダーを回動させるときの駆動力が、第3方向に突出する第2回動中心軸に作用しにくくなる。したがって、第2回動中心軸を回動可能に保持する第2側面部に連通溝が形成されていても、回動機構によってミラーホルダーを回動させるときの第2側面部の変形を抑制することが可能になる。
本発明のミラーユニットは、ミラーユニットに向かって表示光を射出する表示器を備えるヘッドアップディスプレイ装置に用いることができる。このヘッドアップディスプレイ装置では、反射ミラーが大型化しても、バネ部材の付勢力と回動機構の駆動力とに起因するミラーホルダーの捩じれを抑制することが可能になる。
以上のように、本発明では、反射ミラーと、反射ミラーが固定されるミラーホルダーと、ミラーホルダーを回動させる回動機構と、ミラーホルダーの回動方向の一方にミラーホルダーを付勢するバネ部材とを備えるミラーユニットにおいて、反射ミラーが大型化しても、バネ部材の付勢力と回動機構の駆動力とに起因するミラーホルダーの捩じれを抑制することが可能になる。
本発明の実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置の構成を説明するための概略図である。 図1に示すミラーユニットの正面斜視図である。 図2に示すミラーユニットの正面図である。 図2に示すミラーユニットから反射ミラーを取り外した状態の背面斜視図である。 図4のE部からフレームを取り外した状態の拡大図である。 図2のF部の分解斜視図である。 図2に示すフレームの正面斜視図である。 図5に示すミラーホルダーおよび回動機構等の側面図である。 図8に示すミラーホルダー等の動きを説明するための側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかるミラーユニットの正面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
(ヘッドアップディスプレイ装置の概略構成)
図1は、本発明の実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置1の構成を説明するための概略図である。
本形態のヘッドアップディスプレイ装置1(以下、「HUD装置1」とする。)は、たとえば、自動車のダッシュボード(インストルメントパネル)の中に設置されて使用される。HUD装置1は、たとえば、自動車のフロントガラス2に虚像を投影する。HUD装置1は、表示光を射出する表示器3と、表示器3から射出される表示光をフロントガラス2に向かって反射するミラーユニット4とを備えている。
表示器3は、たとえば、液晶表示器であり、HUD装置1の使用時にミラーユニット4に向かって表示光を射出する。表示器3およびミラーユニット4は、筺体5に収容されている。以下、ミラーユニット4の構成を説明する。なお、HUD装置1は、虚像が投影されるコンバイナを備えていても良い。また、HUD装置1は、表示器3とミラーユニット4との間の光路に配置される反射ミラーを備えていても良い。この場合には、反射ミラーは、表示器3から射出される表示光をミラーユニット4に向かって反射する。
(ミラーユニットの構成)
図2は、図1に示すミラーユニット4の正面斜視図である。図3は、図2に示すミラーユニット4の正面図である。図4は、図2に示すミラーユニット4から反射ミラー9を取り外した状態の背面斜視図である。図5は、図4のE部からフレーム11を取り外した状態の拡大図である。図6は、図2のF部の分解斜視図である。図7は、図2に示すフレーム11の正面斜視図である。図8は、図5に示すミラーホルダー10および回動機構12等の側面図である。図9は、図8に示すミラーホルダー10等の動きを説明するための側面図である。
ミラーユニット4は、表示器3から射出される表示光を反射する反射ミラー9と、反射ミラー9が固定されるミラーホルダー10と、ミラーホルダー10を回動可能に支持する2個の軸受け20、21(図5、図6参照)と、軸受け20、21を介してミラーホルダー10を回動可能に保持するフレーム11と、フレーム11に対してミラーホルダー10を回動させる回動機構12と、ミラーホルダー10を付勢するネジリコイルバネ13および引張りコイルバネ14とを備えている。また、ミラーユニット4は、ミラーホルダー10が所定の原点位置10Aに配置されていることを検知するための検知機構15と、軸受け20を保持する軸受けホルダー22とを備えている。
以下の説明では、フレーム11に対するミラーホルダー10の回動の軸方向(図2等のY方向)を「左右方向」とする。すなわち、フレーム11は、左右方向を回動の軸方向とするミラーホルダー10の回動が可能となるようにミラーホルダー10を保持しており、回動機構12は、左右方向を回動の軸方向としてフレーム11に対してミラーホルダー10を回動させる。また、以下の説明では、左右方向に直交する図2等のZ方向を「上下方向」とし、上下方向と左右方向とに直交する図2等のX方向を「前後方向」とする。
また、以下の説明では、前後方向の一方側である図2等のX1方向側を「前」側とし、その反対側である図2等のX2方向側を「後ろ」側とし、左右方向の一方側である図2等のY1方向側を「右」側とし、その反対側である図2等のY2方向側を「左」側とし、上下方向の一方側である図2等のZ1方向側を「上」側とし、その反対側である図2等のZ2方向側を「下」側とする。さらに、以下の説明では、図8の時計回りの方向(CW方向)を「時計方向」とし、その反対方向である図8の反時計回りの方向(CCW方向)を「反時計方向」とする。本形態の左右方向(Y方向)は、第1方向である。また、本形態の左方向(Y2方向)は、第2方向であり、右方向(Y1方向)は、第3方向である。
反射ミラー9は、凹面鏡であり、前側の面が凹曲面状をなすとともに後ろ側の面が凸曲面状をなす略長方形の曲板状に形成されている。反射ミラー9の前側の面には、表示光を反射する反射面9aが形成されている。すなわち、反射ミラー9には、凹曲面状の反射面9aが形成されている。反射ミラー9の左右方向の両端部には、ミラーホルダー10に固定される被固定部9bが形成されている。被固定部9bは、ネジ18によってミラーホルダー10に固定されている。本形態の反射ミラー9の大きさは比較的大きくなっている。たとえば、反射ミラー9の左右方向の幅は、30(cm)程度となっている。
ミラーホルダー10は、樹脂材料で形成されている。具体的には、ミラーホルダー10は、剛性の高い樹脂材料で形成されている。たとえば、ミラーホルダー10は、ガラス繊維入りのポリブチレンテレフタレート(PBT)で形成されている。また、ミラーホルダー10は、金型を用いた射出成形によって製造されており、ミラーホルダー10の複数箇所に肉抜き(肉盗み)が形成されている。上述のように、反射ミラー9の大きさが比較的大きくなっているため、ミラーホルダー10の大きさも比較的大きくなっている。ミラーホルダー10は、所定の原点位置10Aから反時計方向に所定角度、回動可能となっている。なお、図9では、形状を簡略化したミラーホルダー10を図示している。
ミラーホルダー10は、反射ミラー9が固定されるホルダー本体10aと、ホルダー本体10aから突出するとともにフレーム11に対するミラーホルダー10の回動中心となる2本の回動中心軸10b、10cとを備えている。反射ミラー9は、ホルダー本体10aの表側の面に固定されている。ホルダー本体10aの表側の面は、ホルダー本体10aの裏側に向かって窪む凹曲面状に形成されている。ホルダー本体10aは、左右方向に直交するホルダー本体10aの表裏方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成されている。ホルダー本体10aの表裏方向から見たときのホルダー本体10aの形状は、左右方向を長辺の方向とし、左右方向に直交する方向を短辺の方向とする長方形状となっている。ホルダー本体10aの右側面および左側面は、左右方向に直交する平面となっている。
ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、ホルダー本体10aの表裏方向は、前後方向と一致している。また、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、表裏方向から見たときの形状が長方形状となるホルダー本体10aの短辺の方向(短辺方向)は、上下方向と一致している。また、本形態では、原点位置10Aから反時計方向へのミラーホルダー10の回動範囲がそれほど広くないため(すなわち、回動角度がそれほど大きくないため)、ミラーホルダー10が原点位置10Aから反時計方向に回動しても、ホルダー本体10aの表側の面は前側を向き、ホルダー本体10aの裏側の面は後ろ側を向いている。
回動中心軸10bと回動中心軸10cとは、同軸上に配置されており、回動中心軸10bの軸心の延長線上に回動中心軸10cの軸心が配置されている。回動中心軸10b、10cの軸方向は左右方向と一致している。すなわち、本形態の左右方向(Y方向)は、回動中心軸10b、10cの軸方向となっている。回動中心軸10bは、ホルダー本体10aの右側面から右方向に向かって突出し、回動中心軸10cは、ホルダー本体10aの左側面から左方向に向かって突出している。本形態の回動中心軸10bは、第2回動中心軸であり、回動中心軸10cは、第1回動中心軸である。
回動中心軸10bは、円柱状に形成されている。回動中心軸10bの先端部(右端部)は、軸受け20に回動可能に支持されている。回動中心軸10cは、段付きの円柱状に形成されている。回動中心軸10cの先端部(左端部)は、軸受け21に回動可能に支持されている。回動中心軸10b、10cは、ホルダー本体10aの表裏方向から見たときの形状が略長方形状となるホルダー本体10aの短辺方向の中間位置でホルダー本体10aに繋がっている。また、回動中心軸10b、10cは、ホルダー本体10aの表裏方向の中間位置でホルダー本体10aに繋がっている。本形態では、ホルダー本体10aの短辺方向が、第1方向である左右方向とホルダー本体10aの表裏方向とに直交する第4方向となっている。
ミラーホルダー10には、回動機構12を構成する後述の可動部材31に係合する動力被伝達部10eが形成されている。動力被伝達部10eは、平板状に形成されている。動力被伝達部10eは、ホルダー本体10aの左下端側の角部に繋がっており、ホルダー本体10aの左端部から下側に向かって突出している。すなわち、動力被伝達部10eは、ホルダー本体10aの左端部から、ホルダー本体10aの短辺方向の一方に突出している。動力被伝達部10eは、ホルダー本体10aの表裏方向の中間位置でホルダー本体10aに繋がっている。ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、動力被伝達部10eの厚さ方向と前後方向とが略一致している。
ホルダー本体10aの裏面の左端側には、引張りコイルバネ14の端部が取り付けられるバネ取付部10fが形成されている。バネ取付部10fは、後ろ側に突出する円柱状に形成されている。ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、バネ取付部10fと回動中心軸10b、10cとが上下方向において同じ位置(同じ高さ)に配置されている。具体的には、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、円柱状に形成されるバネ取付部10fの軸心と、円柱状に形成される回動中心軸10b、10cの軸心とが上下方向において同じ位置に配置されている。
軸受け20、21は、滑り軸受けであり、潤滑性に優れる材料で形成されている。軸受け20、21は、円筒状に形成されている。具体的には、軸受け20、21は、一端に鍔部を有する鍔付きの円筒状に形成されている。軸受け20の内周側には、回動中心軸10bの先端部(右端部)が挿入されている。軸受け21の内周側には、回動中心軸10cの先端部(左端部)が挿入されている。
フレーム11は、金属板を所定形状に折り曲げることで形成されている。フレーム11は、上下方向の両側および前側が開口する略四角溝状に形成されており、左右方向におけるホルダー本体10aの両側に配置される2個(2枚)の側面部11b、11cと、ホルダー本体10aの裏面側で2個の側面部11b、11c同士を繋ぐ後面部11aとを備えている。すなわち、フレーム11は、側面部11b、11cの後端同士が繋がるコの字状のコの字フレームとなっている。
後面部11aは、フレーム11の後面を構成しており、ホルダー本体10aの後ろ側に配置されている。側面部11bは、フレーム11の右側面を構成しており、ホルダー本体10aの右側に配置されている。側面部11cは、フレーム11の左側面を構成しており、ホルダー本体10aの左側に配置されている。本形態の側面部11bは、第2側面部であり、側面部11cは、第1側面部である。
後面部11aは、長方形の平板状に形成されており、後面部11aの厚さ方向は、前後方向と一致している。すなわち、後面部11aは、前後方向を厚さ方向とする平板状に形成されている。また、長方形の平板状に形成される後面部11aの長辺の方向は、左右方向と一致している。側面部11bは、後面部11aの右端から前側に向かって伸びる略長方形状の平板状に形成されている。側面部11cは、後面部11aの左端から前側に向かって伸びる略長方形状の平板状に形成されている。
側面部11bは、後面部11aの右端のほぼ全域に繋がっている。側面部11cは、後面部11aの左端のほぼ全域に繋がっている。側面部11b、11cの厚さ方向は、前後方向と一致している。すなわち、側面部11b、11cは、左右方向を厚さ方向とする平板状に形成されている。略長方形の平板状に形成される側面部11b、11cの長辺の方向は、上下方向と一致している。
側面部11bと側面部11cとの間隔(具体的には、側面部11bの左面と側面部11cの右面との左右方向の距離)は、ホルダー本体10aの右側面から回動中心軸10cの先端面(左端面)までの距離(左右方向の距離)よりもわずかに広くなっている。なお、側面部11bの前端には、側面部11bの前端部を補強するための折曲げ部11rが繋がっている。折曲げ部11rは、側面部11bの前端から右側に折れ曲がっている。また、側面部11cの前端には、側面部11cの前端部を補強するための折曲げ部11sが繋がっている。折曲げ部11sは、側面部11cの前端から右側に折れ曲がっている。
側面部11cには、軸受け21が配置される軸受け配置穴11gが形成されている(図7参照)。軸受け配置穴11gは、左右方向で側面部11cを貫通する丸穴である。軸受け21は、軸受け21の鍔部が側面部11cの右面に接触した状態で軸受け配置穴11gの中に配置されている。すなわち、側面部11cには、軸受け21が取り付けられている。側面部11cには、軸受け配置穴11gの縁から左方向に突出する円筒状の軸受け保持部11hが形成されており、軸受け21は、軸受け保持部11hの中にも配置されている。軸受け21の内周側に挿入される回動中心軸10cの左端は、側面部11cの左面よりも左側に配置されている。
また、側面部11cには、引張りコイルバネ14の端部が取り付けられるバネ取付部11dが形成されている(図4、図7参照)。バネ取付部11dは、側面部11cを貫通する貫通穴の中に配置される突起部である。バネ取付部11dは、軸受け配置穴11gの後ろ側に配置されている。すなわち、バネ取付部11dは、軸受け21の後ろ側に配置されている。具体的には、バネ取付部11dは、軸受け21の真後ろに配置されており、軸受け21と上下方向において同じ位置に配置されている。
後面部11aの左上端側には、ミラーホルダー10のバネ取付部10fに引張りコイルバネ14の端部を取り付けるための作業用の開口部11eが形成されている。フレーム11の左下端部には、回動機構12が載置される載置部11fが形成されている。載置部11fは、平板状に形成されている。載置部11fは、後面部11aの左下端に繋がっており、前側に向かって伸びている。載置部11fの厚さ方向は、上下方向と一致している。
側面部11bには、側面部11bの上端面から下側に向かって直線状に切り欠かれた切欠き溝11jが形成されている。切欠き溝11jは、左右方向で側面部11bを貫通している。左右方向から見たときの切欠き溝11jの形状は、上下方向に細長いU形状となっている。切欠き溝11jの下端部には、回動中心軸10bの一部が配置されている。すなわち、切欠き溝11jの下端部は、側面部11bの、回動中心軸10bの一部が配置される部分である軸配置部11kとなっている。回動中心軸10bの先端(右端)は、側面部11bの右面よりも右側に配置されている。軸配置部11kの下面(すなわち、切欠き溝11jの下面)は、回動中心軸10bよりも下側に配置されている。
切欠き溝11jの、軸配置部11kよりも上側の部分は、軸配置部11kから側面部11bの上端面まで通じる直線状の連通溝11pとなっている。すなわち、側面部11bには、軸配置部11kから側面部11bの端面まで通じるとともに左右方向で側面部11bを貫通する連通溝11pが形成されている。連通溝11pの前後方向の両側面は、前後方向に直交する平面となっている。連通溝11pの幅(前後方向の幅)は、回動中心軸10bの外径よりも広くなっている。
軸受けホルダー22は、樹脂材料で形成されている。軸受けホルダー22は、側面部11bに右側から固定されている。軸受けホルダー22は、軸受け20を保持しており、側面部11bには、軸受けホルダー22を介して軸受け20が取り付けられている。軸受ホルダー22は、側面部11bに固定される被固定部22aと、軸受け20が収容される軸受け収容部22bとを備えている。
被固定部22aは、長方形の平板状に形成されている。被固定部22aは、たとえば、4個のネジ24(図2参照)によって側面部11bの右面に固定されている。図2に示すように、側面部11bに固定される軸受けホルダー22は、切欠き溝11jの全体を右側から覆っている。軸受けホルダー22の上端部を側面部11bに固定するための2個のネジ24は、前後方向で切欠き溝11jの上端部(すなわち、連通溝11pの上端部)を挟む位置に配置されている。軸受けホルダー22の下端部を側面部11bに固定するための2個のネジ24は、切欠き溝11jの下端より下側に配置されるとともに、切欠き溝11jよりも前後方向の外側に配置されている。
軸受け収容部22bは、被固定部22aから右側に突出している。軸受け収容部22bは、右端に底部を有する有底の略円筒状に形成されている。軸受け収容部22bの底部は、回動中心軸10bの右方向への移動範囲を規制する機能を果たしている。すなわち、軸受け収容部22bの底部は、フレーム11に対するミラーホルダー10の右方向への移動範囲を規制する機能を果たしており、軸受け収容部22bの底部によって、回動中心軸10cの、軸受け21からの右側への抜けが防止されている。なお、後述のように、ミラーホルダー10は、引張りコイルバネ14によってフレーム11に対して左方向に付勢されており、ミラーホルダー10に外力が作用していないときには、回動中心軸10bの右端面と軸受け収容部22bの底部との間に隙間が形成されている。
回動機構12は、ミラーホルダー10と一緒に反射ミラー9を回動させて反射ミラー9の角度を変えることで、フロントガラス2に投影される虚像の位置を調整する機能を果たしている。回動機構12は、回動中心軸10b、10cを回動中心にしてフレーム11に対してミラーホルダー10を回動させる。回動機構12は、駆動源であるモータ26を備えている。モータ26は、ステッピングモータである。ただし、モータ26は、ステッピングモータ以外のモータであっても良い。
モータ26の出力軸には、リードスクリュー27が形成されている。リードスクリュー27の軸方向は、前後方向と一致している。回動機構12は、リードスクリュー27に係合するナット部材(図示省略)を保持するキャリッジ28を備えている。キャリッジ28は、リードスクリュー27が回転すると、ナット部材と一緒に前後方向に移動する。本形態では、ナット部材とキャリッジ28とによって、リードスクリュー27に係合するとともにリードスクリュー27が回転するとリードスクリュー27に沿って前後方向に直線的に移動する可動部材31が構成されている。なお、リードスクリュー27は、モータ26の出力軸と別体で形成され、モータ26の出力軸に固定されていても良い。
また、回動機構12は、キャリッジ28を前後方向に案内するガイド軸29を備えている。ガイド軸29の軸方向は、前後方向と一致している。モータ26およびガイド軸29は、固定フレーム30に固定されている。固定フレーム30は、載置部11fの上面側に固定されており、回動機構12は、載置部11fに載置されている。また、回動機構12は、ミラーホルダー10の下側に配置されている。具体的には、回動機構12は、ホルダー本体10aの左端部の下側に配置されている。すなわち、回動機構12は、ミラーホルダー10の左端側に配置されている。
キャリッジ28の上端部には、ミラーホルダー10の動力被伝達部10eの後面が接触する接触部28aが形成されている。接触部28aは、三角柱状に形成されており、三角柱状に形成される接触部28aの頂点部分に動力被伝達部10eの後面が接触している。接触部28aの頂点部分は、曲面状に面取り加工されている。接触部28aは、リードスクリュー27およびガイド軸29の上側に配置されている。上述のように、動力被伝達部10eは、ホルダー本体10aの左下端側の角部に繋がっているため、動力被伝達部10eと接触部28aとは、ホルダー本体10aの左端側で接触している。すなわち、動力被伝達部10eと可動部材31とは、ミラーホルダー10の左端側で係合している。
ネジリコイルバネ13には、回動中心軸10cが挿通されている。ネジリコイルバネ13の一端部は、フレーム11の左端側部分に係合している。具体的には、ネジリコイルバネ13の一端部は、フレーム11の後面部11aの左上端に前側から接触している。ネジリコイルバネ13の他端部は、ホルダー本体10aの左端側部分に係合している。具体的には、ネジリコイルバネ13の他端部は、右側に向かって90°に折れ曲がった折曲げ部13aとなっており(図5参照)、折曲げ部13aがホルダー本体10aの左端部の裏面に後ろ側から接触している。
ネジリコイルバネ13は、フレーム11に対してミラーホルダー10を時計方向に付勢している。すなわち、ネジリコイルバネ13は、回動中心軸10b、10cを回動中心とするミラーホルダー10の回動方向の一方にミラーホルダー10を付勢している。上述のように、反射ミラー9およびミラーホルダー10の大きさが比較的大きくなっており、反射ミラー9およびミラーホルダー10の重量が比較的重くなっているため、ネジリコイルバネ13の付勢力は比較的大きくなっている。本形態のネジリコイルバネ13は、フレーム11に対するミラーホルダー10の回動方向の一方にミラーホルダー10を付勢するバネ部材である。また、本形態の時計方向(CW方向)は、ネジリコイルバネ13によるミラーホルダー10の付勢方向である第5方向となっている。
ネジリコイルバネ13によって時計方向に付勢されるミラーホルダー10の動力被伝達部10eの後面は、キャリッジ28の接触部28aに常時、接触している。そのため、リードスクリュー27が回転してリードスクリュー27に沿って可動部材31が前後方向に移動すると、ミラーホルダー10は、回動中心軸10b、10cを回動中心にしてフレーム11に対して回動する。
具体的には、可動部材31が前方向に移動すると、ミラーホルダー10は、回動中心軸10b、10cを回動中心にして反時計方向に回動し、可動部材31が後ろ方向に移動すると、ミラーホルダー10は、回動中心軸10b、10cを回動中心にして時計方向に回動する。また、動力被伝達部10eの後面が接触部28aに常時、接触しているため、ミラーホルダー10の回動方向において、フレーム11に対するミラーホルダー10のがたつきが抑制されている。
上述のように、ネジリコイルバネ13には、回動中心軸10cが挿通されている。また、ネジリコイルバネ13の一端部は、フレーム11の左端側部分に係合し、ネジリコイルバネ13の他端部は、ホルダー本体10aの左端側部分に係合している。すなわち、ネジリコイルバネ13は、ミラーホルダー10の左端側でミラーホルダー10を付勢している。また、上述のように、動力被伝達部10eと可動部材31とは、ミラーホルダー10の左端側で係合している。
図3に示すように、動力被伝達部10eと可動部材31とが係合する部分と、ネジリコイルバネ13が配置される位置とは、左右方向において近接している。具体的には、動力被伝達部10eと可動部材31とが係合する部分は、ネジリコイルバネ13が配置される位置のすぐ右側に配置されている。すなわち、回動機構12の駆動力がミラーホルダー10に作用する位置と、ネジリコイルバネ13の付勢力がミラーホルダー10に作用する位置との左右方向の距離が短くなっている。
本形態では、上述のように、ネジリコイルバネ13の他端部は、右側に向かって90°折れ曲がった折曲げ部13aとなっており、動力被伝達部10eと可動部材31とが係合する部分と、ネジリコイルバネ13の折曲げ部13aが配置される位置とが、左右方向において略同じ位置に配置されている(図5参照)。すなわち、本形態では、回動機構12の駆動力がミラーホルダー10に作用する位置と、ネジリコイルバネ13の付勢力がミラーホルダー10に作用する位置とは、左右方向において略同じ位置に配置されている。
上述のように、ミラーホルダー10は、原点位置10Aから反時計方向に所定角度、回動可能となっている。すなわち、本形態では、ミラーホルダー10の回動範囲における時計方向端までミラーホルダー10が回動したときのミラーホルダー10の位置が原点位置10Aとなっている。本形態の原点位置10Aは基準位置である。
引張りコイルバネ14の左端部は、フレーム11の左端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネ14の右端部は、ホルダー本体10aの左端側部分に取り付けられている。具体的には、引張りコイルバネ14の左端部は、フレーム11のバネ取付部11dに引っ掛けられ、引張りコイルバネ14の右端部は、ミラーホルダー10のバネ取付部10fに引っ掛けられている。引張りコイルバネ14は、フレーム11に対して左方向にミラーホルダー10を付勢している。
上述のように、反射ミラー9およびミラーホルダー10の大きさが比較的大きくなっており、反射ミラー9およびミラーホルダー10の重量が比較的重くなっているため、引張りコイルバネ14の付勢力は比較的大きくなっている。本形態では、引張りコイルバネ14によって左方向にミラーホルダー10が付勢されているため、左右方向において、フレーム11に対するミラーホルダー10のがたつきが抑制されている。なお、本形態では、上述のように、回動中心軸10cは、段付きの円柱状に形成されており、引張りコイルバネ14の付勢力によって、回動中心軸10cの段差面が軸受け21の鍔部に右側から接触している。
左右方向から見たときに、回動中心軸10cと引張りコイルバネ14とは、互いにずれた位置に配置されている。具体的には、引張りコイルバネ14は、回動中心軸10cの後ろ側に配置されている。上述のように、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、バネ取付部10fの軸心と回動中心軸10cの軸心とが上下方向において同じ位置に配置されている。また、バネ取付部11dは、軸受け21の真後ろに配置されており、軸受け21と上下方向において同じ位置に配置されている。本形態では、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、引張りコイルバネ14の長手方向は、左右方向と平行になっている。
上述のように、左右方向から見たときに、回動中心軸10cと引張りコイルバネ14とは互いにずれた位置に配置されているが、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、引張りコイルバネ14の長手方向と左右方向(すなわち、回動中心軸10b、10cの軸方向)とが平行になっているため、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、ミラーホルダー10の回動方向において引張りコイルバネ14の付勢力はミラーホルダー10に作用しない。すなわち、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、回動中心軸10b、10cを中心とするミラーホルダー10の回動方向において、ミラーホルダー10にはネジリコイルバネ13の付勢力のみが作用している。
すなわち、本形態では、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、回動中心軸10b、10cを中心とするミラーホルダー10の回動方向において、ネジリコイルバネ13の付勢力と引張りコイルバネ14の付勢力との合力によってミラーホルダー10が時計方向にかつ所定の付勢力で付勢されている。
一方、ミラーホルダー10が原点位置10Aから反時計方向に回動すると、図9に示すように、引張りコイルバネ14の左端部の中心C1に対して引張りコイルバネ14の右端部の中心C2が反時計方向にずれるため、ミラーホルダー10の回動方向において、引張りコイルバネ14の付勢力もミラーホルダー10に作用する。具体的には、ミラーホルダー10が原点位置10Aから反時計方向に回動すると、ミラーホルダー10には、引張りコイルバネ14の付勢力が時計方向に作用する。すなわち、ミラーホルダー10が原点位置10Aから反時計方向に回動すると、ミラーホルダー10には、ネジリコイルバネ13の付勢方向と同じ方向に引張りコイルバネ14の付勢力が作用する。
検知機構15は、たとえば、接触式センサである。検知機構15は、固定フレーム30に固定されている。検知機構15は、キャリッジ28よりも後ろ側に配置されている。また、検知機構15は、リードスクリュー27およびガイド軸29の上側に配置されている。図8に示すように、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、キャリッジ28の後端部が検知機構15に接触しており、検知機構15がオンの状態となっている。
一方、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されている状態で、キャリッジ28が前方向に移動して、ミラーホルダー10が原点位置10Aから反時計方向に回動すると、図9に示すように、キャリッジ28の後端部が検知機構15から離れて、検知機構15がオフの状態になる。そのため、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、検知機構15によってミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されていることが検知される。
以上のように構成されたミラーユニット4を組み立てるときには、まず、反射ミラー9をミラーホルダー10に固定する。また、回動機構12をフレーム11の載置部11fに取り付ける。その後、側面部11cの軸受け配置穴11gに軸受け21が配置されるとともに、側面部11cに形成されるバネ取付部11dに引張りコイルバネ14の左端部が引っ掛けられた状態のフレーム11に、回動中心軸10cがネジリコイルバネ13に挿通された状態のミラーホルダー10を取り付ける。
具体的には、回動中心軸10cの先端面(左端面)を側面部11cよりも右側に配置した状態で、側面部11bの軸配置部11kに回動中心軸10bが配置されるまで、フレーム11の上側に配置されるミラーホルダー10を下方向に移動させる。このときには、回動中心軸10bの根本部分が連通溝11pに配置されており、回動中心軸10bの根本部分が連通溝11pを通過する。
その後、ミラーホルダー10を左方向に移動させ、回動中心軸10cを軸受け21に挿入する。その後、軸受け20を保持する軸受けホルダー22を右側から側面部11bに固定する。また、開口部11eを利用して、引張りコイルバネ14の右端部をミラーホルダー10のバネ取付部10fに引っ掛ける。なお、ミラーユニット4の組立工程の一番最後に、反射ミラー9をミラーホルダー10に固定しても良い。
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、ネジリコイルバネ13は、ミラーホルダー10の左端側でミラーホルダー10を付勢している。また、本形態では、動力被伝達部10eと可動部材31とは、ミラーホルダー10の左端側で係合している。そのため、本形態では、反射ミラー9が大型化してミラーホルダー10が大型化しても、回動機構12の駆動力がミラーホルダー10に作用する位置と、ネジリコイルバネ13の付勢力がミラーホルダー10に作用する位置との左右方向の距離を短くすることができる。
したがって、本形態では、反射ミラー9が大型化してミラーホルダー10が大型化しても、また、反射ミラー9およびミラーホルダー10が大型化して反射ミラー9およびミラーホルダー10の重量が増加するために、ネジリコイルバネ13の付勢力を高める必要があっても、ネジリコイルバネ13の付勢力と回動機構12の駆動力とに起因するミラーホルダー10の捩じれを抑制することが可能になる。特に本形態では、回動機構12の駆動力がミラーホルダー10に作用する位置と、ネジリコイルバネ13の付勢力がミラーホルダー10に作用する位置とが、左右方向において略同じ位置に配置されているため、ネジリコイルバネ13の付勢力と回動機構12の駆動力とに起因するミラーホルダー10の捩じれをより効果的に抑制することが可能になる。
本形態では、フレーム11に対して左方向にミラーホルダー10を付勢する引張りコイルバネ14の左端部は、フレーム11の左端側部分に取り付けられ、引張りコイルバネ14の右端部は、ミラーホルダー10の左端側部分に取り付けられている。そのため、本形態では、引張りコイルバネ14の付勢力によってミラーホルダー10に生じる圧縮力は、ミラーホルダー10の左端側部分にしか作用しない。したがって、本形態では、大きさが比較的大きくなっていて重量が比較的重くなっているミラーホルダー10および反射ミラー9のがたつきを抑制するために、引張りコイルバネ14の付勢力が大きくなっていても、樹脂製のミラーホルダー10の変形を抑制することが可能になる。
本形態では、左右方向から見たときに、回動中心軸10cと引張りコイルバネ14とが互いにずれた位置に配置されている。そのため、本形態では、左右方向でミラーユニット4を小型化しつつ、引張りコイルバネ14を配置することが可能になる。一方で、左右方向から見たときに、回動中心軸10cと引張りコイルバネ14とが互いにずれた位置に配置されていると、ミラーホルダー10の回動位置によっては、引張りコイルバネ14の付勢力がミラーホルダー10の回動方向にも作用する。
しかしながら、本形態では、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、回動中心軸10b、10cを中心とするミラーホルダー10の回動方向において、ネジリコイルバネ13の付勢力と引張りコイルバネ14の付勢力との合力によってミラーホルダー10が時計方向にかつ所定の付勢力で付勢されている。そのため、本形態では、引張りコイルバネ14の付勢力の影響でミラーホルダー10が時計方向に付勢されないといった状況が生じなくなる。したがって、本形態では、左右方向から見たときに、回動中心軸10cと引張りコイルバネ14とが互いにずれた位置に配置されていても、ミラーホルダー10の回動方向におけるミラーホルダー10および反射ミラー9のがたつきを抑制することが可能になる。
本形態では、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、引張りコイルバネ14の長手方向と回動中心軸10b、10cの軸方向とが平行になっており、ミラーホルダー10の回動方向において引張りコイルバネ14の付勢力がミラーホルダー10に作用しない。また、本形態では、ミラーホルダー10が原点位置10Aから反時計方向に回動すると、ミラーホルダー10には、ネジリコイルバネ13の付勢方向と同じ方向に引張りコイルバネ14の付勢力が作用する。そのため、本形態では、ネジリコイルバネ13の付勢力を小さくしても、ミラーホルダー10の回動方向におけるミラーホルダー10および反射ミラー9のがたつきを抑制することが可能になる。
本形態では、時計方向にミラーホルダー10を付勢するネジリコイルバネ13と、左方向にミラーホルダー10を付勢する引張りコイルバネ14とが別々に設けられている。そのため、本形態では、ネジリコイルバネ13に圧縮コイルバネの機能を持たせている場合と比較して、ネジリコイルバネ13に挿通される回動中心軸10cを太くかつ短くすることが可能になる。したがって、本形態では、回動中心軸10cの剛性を高めることが可能になり、その結果、フレーム11に対するミラーホルダー10および反射ミラー9のがたつきを効果的に抑制することが可能になる。また、本形態では、左右方向でミラーホルダー10を小型化することが可能になる。
本形態では、軸受け20が取り付けられる側面部11bと、軸受け21が取り付けられる側面部11cとは、ホルダー本体10aの裏面側に配置される後面部11aによって繋がれている。また、本形態では、ホルダー本体10aは、ホルダー本体10aの表裏方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成されている。そのため、本形態では、反射ミラー9が大型化してホルダー本体10aが大型化しても、側面部11bの、回動中心軸10bを支持する部分から、側面部11bと後面部11aとの接続部分(すなわち、側面部11bの根本)までの距離を短くすることが可能になるとともに、側面部11cの、回動中心軸10cを支持する部分から、側面部11cと後面部11aとの接続部分(すなわち、側面部11cの根本)までの距離を短くすることが可能になる。
また、本形態では、ホルダー本体10aの裏面側に配置される後面部11aによって側面部11bと側面部11cとが繋がれているため、反射ミラー9が大型化してホルダー本体10aが大型化すると、側面部11b、11cの根本の幅を広げやすくなる。したがって、本形態では、反射ミラー9が大型化しても、フレーム11の剛性を確保することが可能になり、その結果、ミラーユニット4が振動したときのフレーム11の変形を抑制することが可能になる。
本形態では、円筒状に形成される軸受け20、21に回動中心軸10b、10cが支持されている。そのため、本形態では、反射ミラー9が大型化して重くなっても、反射ミラー9を円滑に回動させることが可能になる。一方で、本形態では、円筒状に形成される軸受け20、21に回動中心軸10b、10cが支持されているため、ミラーユニット4の組立が煩雑になるおそれがある。しかしながら、本形態では、側面部11bに連通溝11pが形成され、かつ、軸受け20を保持する軸受けホルダー22が側面部11bに右側から固定されているため、上述の組立方法でミラーユニット4を組み立てることができる。したがって、本形態では、円筒状に形成される軸受け20、21に回動中心軸10b、10cが支持されていても、ミラーユニット4を容易に組み立てることが可能になる。
また、本形態では、側面部11bに切欠き溝11jが形成されているため、側面部11bの剛性が低下しやすくなるが、本形態では、側面部11bに固定される軸受けホルダー22は、切欠き溝11jの全体を右側から覆っている。また、本形態では、軸受けホルダー22の上端部を側面部11bに固定するための2個のネジ24は、前後方向で切欠き溝11jの上端部を挟む位置に配置され、軸受けホルダー22の下端部を側面部11bに固定するための2個のネジ24は、切欠き溝11jの下端より下側に配置されるとともに、切欠き溝11jよりも前後方向の外側に配置されている。そのため、本形態では、軸受けホルダー22によって、側面部11bの剛性を補強することが可能になる。したがって、本形態では、側面部11bに切欠き溝11jが形成されていても、ミラーユニット4が振動したときに、側面部11bが変形するのを抑制することが可能になる。
本形態では、回動機構12は、ミラーホルダー10の左端側に配置されている。そのため、本形態では、回動機構12によってミラーホルダー10を回動させるときの駆動力が、回動中心軸10bに作用しにくくなる。したがって、本形態では、回動中心軸10bを回動可能に保持する側面部11bに切欠き溝11jが形成されていても、回動機構12によってミラーホルダー10を回動させるときの側面部11bの変形を抑制することが可能になる。
(ミラーユニットの変形例)
図10は、本発明の他の実施の形態にかかるミラーユニット4の正面図である。なお、図10では、上述した形態と同様の構成には同一の符号を付している。
上述した形態において、ネジリコイルバネ13は、フレーム11に対して右方向にミラーホルダー10を付勢しても良い(図10参照)。すなわち、ネジリコイルバネ13は、圧縮コイルバネの機能を備えていても良い。この場合には、引張りコイルバネ14が不要になる。また、図10に示す変形例では、たとえば、側面部11bの下端と側面部11cの下端とが連結部11tによって連結されている。また、この変形例では、側面部11bに、軸受け配置穴11gおよび軸受け保持部11hが形成され、側面部11cに、切欠き溝11jが形成されている。側面部11cには、軸受け21を保持する軸受けホルダー22が左側から固定されている。
この変形例でも、ミラーホルダー10の動力被伝達部10eと可動部材31とは、ミラーホルダー10の左端側で係合し、ネジリコイルバネ13は、ミラーホルダー10の左端側でミラーホルダー10を付勢している。また、動力被伝達部10eと可動部材31とが係合する部分と、ネジリコイルバネ13が配置される位置とは、左右方向において近接している。すなわち、回動機構12の駆動力がミラーホルダー10に作用する位置と、ネジリコイルバネ13の付勢力がミラーホルダー10に作用する位置との左右方向の距離が短くなっている。具体的には、回動機構12の駆動力がミラーホルダー10に作用する位置と、ネジリコイルバネ13の付勢力がミラーホルダー10に作用する位置とは、左右方向において略同じ位置に配置されている。
(他の実施の形態)
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
上述した形態において、ネジリコイルバネ13には、回動中心軸10bが挿通されていても良い。この場合には、回動機構12は、ミラーホルダー10の右端側に配置されており、動力被伝達部10eと可動部材31とは、ミラーホルダー10の右端側で係合している。また、上述した形態において、フレーム11に、フレーム11に対するミラーホルダー10の回動中心となる回動中心軸が固定または形成されていても良い。
上述した形態において、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、引張りコイルバネ14の長手方向と回動中心軸10b、10cの軸方向とが平行になっていなくても良い。この場合には、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、引張りコイルバネ14の左端部の中心C1よりも引張りコイルバネ14の右端部の中心C2が反時計方向側に配置されていても良いし、引張りコイルバネ14の左端部の中心C1よりも引張りコイルバネ14の右端部の中心C2が時計方向側に配置されていても良い。
ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときに、引張りコイルバネ14の左端部の中心C1よりも引張りコイルバネ14の右端部の中心C2が時計方向側に配置される場合、ミラーホルダー10には、引張りコイルバネ14の付勢力が反時計方向に作用する(すなわち、ネジリコイルバネ13の付勢方向と反対方向に引張りコイルバネ14の付勢力が作用する)が、この場合であっても、引張りコイルバネ14の付勢力の影響でミラーホルダー10が時計方向に付勢されないといった状況が生じないように、ミラーホルダー10が原点位置10Aに配置されているときには、回動中心軸10b、10cを中心とするミラーホルダー10の回動方向において、ネジリコイルバネ13の付勢力と引張りコイルバネ14の付勢力との合力によってミラーホルダー10が時計方向にかつ所定の付勢力で付勢されている。
上述した形態において、ネジリコイルバネ13は、フレーム11に対してミラーホルダー10を反時計方向に付勢していても良い。この場合には、ミラーホルダー10の回動範囲における反時計方向端までミラーホルダー10が回動したときのミラーホルダー10の位置が基準位置となり、原点位置10Aと基準位置とが別の位置になる。また、この場合には、反時計方向(CCW方向)がネジリコイルバネ13によるミラーホルダー10の付勢方向である第5方向となる。また、この場合には、動力被伝達部10eの前面がキャリッジ28に常時、接触している。
上述した形態において、左右方向から見たときに、回動中心軸10cの軸心上に引張りコイルバネ14が配置されていても良い。すなわち、左右方向から見たときに、回動中心軸10cと引張りコイルバネ14とが互いにずれていなくても良い。この場合には、たとえば、回動中心軸10cの左端面に、引張りコイルバネ14の端部が取り付けられている。
上述した形態において、ミラーユニット4は、ネジリコイルバネ13に代えて、時計方向にミラーホルダー10を付勢する引張りコイルバネまたは板バネを備えていても良い。この場合であっても、引張りコイルバネや板バネは、ミラーホルダー10の左端側に配置されており、ミラーホルダー10の左端側でミラーホルダー10を付勢している。また、上述した形態において、ミラーユニット4は、引張りコイルバネ14に代えて、ミラーユニット4を左方向に付勢する圧縮コイルバネまたは板バネを備えていても良い。
上述した形態において、切欠き溝11jは、側面部11bの上端面から下側に向かって曲線状に切り欠かれていても良い。また、切欠き溝11jは、側面部11bの前端面から後ろ側に向かって直線状または曲線状に切り欠かれていても良い。また、上述した形態において、側面部11bに軸受け配置穴11gが形成され、かつ、側面部11cに切欠き溝11jが形成されていても良いし、側面部11bに切欠き溝11jが形成され、かつ、側面部11cに切欠き溝11jが形成されていても良い。この場合には、軸受け21を保持する軸受けホルダー22が側面部11cに左側から固定されている。
上述した形態において、ミラーホルダー10は、樹脂材料で形成される樹脂ホルダーと、樹脂ホルダーを補強する金属製の補強フレームとによって構成されていても良い。この場合には、樹脂ホルダーに補強フレームが固定されていて、樹脂ホルダーと補強フレームとが一体になっている。また、上述した形態において、ミラーユニット4は、HUD装置1以外の装置に使用されても良い。
1 HUD装置(ヘッドアップディスプレイ装置)
3 表示器
4 ミラーユニット
9 反射ミラー
10 ミラーホルダー
10A 原点位置(基準位置)
10a ホルダー本体
10b 回動中心軸(第2回動中心軸)
10c 回動中心軸(第1回動中心軸)
10e 動力被伝達部
11 フレーム
11a 後面部
11b 側面部(第2側面部)
11c 側面部(第1側面部)
11g 軸受け配置穴
11k 軸配置部
11p 連通溝
12 回動機構
13 ネジリコイルバネ(バネ部材)
14 引張りコイルバネ
20、21 軸受け
22 軸受けホルダー
26 モータ
27 リードスクリュー
31 可動部材
CW 第5方向
Y 第1方向
Y1 第3方向
Y2 第2方向

Claims (8)

  1. 反射ミラーと、前記反射ミラーが固定されるミラーホルダーと、前記ミラーホルダーを回動可能に保持するフレームと、所定の第1方向を回動の軸方向として前記フレームに対して前記ミラーホルダーを回動させる回動機構と、前記フレームに対する前記ミラーホルダーの回動方向の一方に前記ミラーホルダーを付勢するバネ部材とを備え、
    前記回動機構は、モータと、前記モータの出力軸に形成または固定されるリードスクリューに係合するとともに前記リードスクリューが回転すると前記リードスクリューに沿って直線的に移動する可動部材とを備え、
    前記ミラーホルダーには、前記可動部材に係合する動力被伝達部が形成され、
    前記ミラーホルダーは、前記リードスクリューに沿って前記可動部材が移動すると、前記フレームに対して回動し、
    第1方向の一方を第2方向とし、第2方向の反対方向を第3方向とすると、
    前記バネ部材は、前記ミラーホルダーの第2方向端側で前記ミラーホルダーを付勢し、
    前記動力被伝達部と前記可動部材とは、前記ミラーホルダーの第2方向端側で係合していることを特徴とするミラーユニット。
  2. 前記ミラーホルダーは、前記反射ミラーが固定されるホルダー本体と、前記ホルダー本体から第2方向に向かって突出するとともに前記フレームに対する前記ミラーホルダーの回動中心となる第1回動中心軸と、前記ホルダー本体から第3方向に向かって突出するとともに前記フレームに対する前記ミラーホルダーの回動中心となる第2回動中心軸とを備え、
    前記バネ部材は、ネジリコイルバネであり、
    前記ネジリコイルバネには、前記第1回動中心軸が挿通され、
    前記ホルダー本体は、第1方向に直交する前記ホルダー本体の表裏方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成され、
    前記第1回動中心軸および前記第2回動中心軸は、前記ホルダー本体の表裏方向と第1方向とに直交する第4方向における中間位置で前記ホルダー本体に繋がり、
    前記動力被伝達部は、前記ホルダー本体の第2方向の端部から第4方向の一方に突出していることを特徴とする請求項1記載のミラーユニット。
  3. 前記フレームに対して第2方向に前記ミラーホルダーを付勢する引張りコイルバネを備え、
    前記引張りコイルバネの第2方向側の端部は、前記フレームの第2方向端側部分に取り付けられ、
    前記引張りコイルバネの第3方向側の端部は、前記ホルダー本体の第2方向端側部分に取り付けられていることを特徴とする請求項2記載のミラーユニット。
  4. 第1方向から見たときに、前記第1回動中心軸と前記引張りコイルバネとは、互いにずれた位置に配置され、
    前記ネジリコイルバネによる前記ミラーホルダーの付勢方向を第5方向とし、前記ミラーホルダーの回動範囲における第5方向端まで前記ミラーホルダーが回動したときの前記ミラーホルダーの位置を基準位置とすると、
    前記ミラーホルダーが前記基準位置に配置されているときに、前記第1回動中心軸および前記第2回動中心軸を中心とする前記ミラーホルダーの回動方向において、前記ネジリコイルバネの付勢力と前記引張りコイルバネの付勢力との合力によって前記ミラーホルダーが第5方向にかつ所定の付勢力で付勢されていることを特徴とする請求項3記載のミラーユニット。
  5. 前記ミラーホルダーが前記基準位置に配置されているときに、前記引張りコイルバネの長手方向と第1方向とが平行になっていることを特徴とする請求項4記載のミラーユニット。
  6. 前記ネジリコイルバネは、前記フレームに対して第3方向に前記ミラーホルダーを付勢することを特徴とする請求項2記載のミラーユニット。
  7. 前記ミラーホルダーを回動可能に支持する円筒状の軸受けを備え、
    前記ミラーホルダーは、前記反射ミラーが固定されるホルダー本体と、前記ホルダー本体から第2方向に向かって突出するとともに前記フレームに対する前記ミラーホルダーの回動中心となる第1回動中心軸と、前記ホルダー本体から第3方向に向かって突出するとともに前記フレームに対する前記ミラーホルダーの回動中心となる第2回動中心軸とを備え、
    前記ホルダー本体は、第1方向に直交する前記ホルダー本体の表裏方向の厚さが薄い扁平な直方体状に形成され、
    前記フレームは、前記ホルダー本体の第2方向側に配置されるとともに前記軸受けが取り付けられる第1側面部と、前記ホルダー本体の第3方向側に配置されるとともに前記軸受けが取り付けられる第2側面部と、前記ホルダー本体の裏面側で前記第1側面部と前記第2側面部とを繋ぐ後面部とを備え、
    前記第1側面部には、第1方向で前記第1側面部を貫通するとともに前記軸受けが配置される軸受け配置穴が形成され、
    前記第2側面部には、前記第2側面部の、前記第2回動中心軸の一部が配置される部分である軸配置部から前記第2側面部の端面まで通じるとともに第1方向で前記第2側面部を貫通する連通溝が形成され、
    前記第2側面部には、前記軸受けを保持する軸受けホルダーが第3方向側から固定されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のミラーユニット。
  8. 請求項1から7のいずれかに記載のミラーユニットと、前記ミラーユニットに向かって表示光を射出する表示器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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