JP4300575B2 - Vehicle display device - Google Patents
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Description
本発明は、車両用表示装置に関するものであり、特に、発光型表示器が発した表示光を反射させて虚像を表示する車両用表示装置に関するものである。 The present invention relates to a display device for a vehicle, and more particularly to a display device for a vehicle that displays a virtual image by reflecting display light emitted from a light-emitting display.
従来より、蛍光表示管等の発光型表示器が発した表示光を反射させて虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置が種々提案されており、例えば特許文献1に開示されている。ヘッドアップディスプレイ装置は、車両のダッシュボード1に配設されており、発光型表示器2が発した表示光Lを反射ミラー3で反射させて虚像Vを表示させるものである(図14参照)。反射ミラー3は保持部材4に貼着されており、この保持部材4は回動可能な状態でハウジング5に支持され、反射ミラー3が開閉できる構成になっている(図15参照)。
保持部材4には歯車6が固定されており、この歯車6にはモーター7の回動軸7aに固定された歯車8が噛合されている。反射ミラー3は保持部材4の回動軸4aを中心にして開閉できるようになっており、ヘッドアップディスプレイ装置を使用しない時には反射ミラー3を閉じておき、使用する時にモーター7の駆動力により反射ミラー3を所定の角度位置まで開くことができる。また、ドライバーの目の高さに応じて反射ミラー3の角度位置を調整するため、図示しない押ボタンスイッチの操作によってモーター7を駆動し、反射ミラー3を回動させることができる。
A
しかし、反射ミラー3の開閉が迅速に行われるように、反射ミラー3の回動動作が速くなっているため、反射ミラー3の角度調整において、反射ミラー3を所望の角度位置に停止させることが難しいという問題を有していた。つまり、所定時間内(例えば2秒以内)で保持部材4を約60°回動させて反射ミラー3を開閉させることができように、反射ミラー3の開閉動作は速くなっており、反射ミラー3の微妙な角度を調整することが困難であった。
However, since the turning operation of the reflecting
この問題を解決するために、例えば歯車8と歯車6の間に他の減速歯車を設けることによって、反射ミラー3の回動動作を遅くさせることが考えられるが、反射ミラー3の開閉動作が遅くなって、所定時間内で反射ミラー3の開閉ができなくなるという新たな問題が生じる虞がある。
In order to solve this problem, for example, by providing another reduction gear between the
そこで、本願出願人は、反射手段を開閉させる第一の駆動手段と、前記反射手段の角度を調整する第二の駆動手段とを備えた車両用表示装置を提案した(特願2002−369934号)。斯かる車両用表示装置は、反射手段10,第一の駆動手段20,第二の駆動手段30及びハウジング40から構成されるものである(図16参照)。反射手段10は、表示器が発した表示光を反射させる反射ミラー11及びこの反射ミラー11を保持する保持部材12からなるものである。
Therefore, the applicant of the present application has proposed a vehicle display device including a first driving unit that opens and closes the reflecting unit and a second driving unit that adjusts the angle of the reflecting unit (Japanese Patent Application No. 2002-369934). ). Such a vehicle display device includes the reflecting
第一の駆動手段20は、第一のモーター21と、この第一のモーター21の駆動力を反射手段10に伝える歯車22,23等からなる第一の駆動機構200とを有し、反射手段10を開閉させるものである。第二の駆動手段30は、第二のモーター31と、この第二のモーター31の駆動力を反射手段10に伝えるカム32,フレーム部材33,レバー35等からなる第二の駆動機構300とを有し、反射手段10の角度を調整するものである。
The first drive means 20 includes a
しかしながら、上記の車両用表示装置は、第二の駆動手段30で反射手段10の角度を調整するときに、第一の駆動手段20の第一のモーター21が抵抗になって、第二の駆動手段30が円滑に作動しないという問題を有していた。つまり、第二の駆動機構300が作動して反射手段10の角度を調整するためには、歯車22及び歯車23も動かなくてはならなく、第一のモーター21の回動軸21aも回らなければならない。
本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、反射手段の開閉が迅速にでき、且つ、反射手段の角度調整が円滑にできる車両用表示装置を提供するものである。
However, when the angle of the reflecting
The present invention has been made in view of this problem, and provides a display device for a vehicle that can quickly open and close the reflecting means and can smoothly adjust the angle of the reflecting means.
本発明は、前記課題を解決するため、請求項1に記載したように、開閉可能な状態で支持され、表示器が発した表示光を反射させる反射手段10と、前記反射手段10を角度変位させるための第一のモーター21と、前記第一のモーター21が発した駆動力を前記反射手段10に伝える第一の駆動機構200と、を有し、前記反射手段10を開閉させる第一の駆動手段20と、前記反射手段10を角度変位させるための第二のモーター31と、前記第二のモーター31が発した駆動力を前記反射手段10に伝える第二の駆動機構300と、を有し、前記反射手段10の角度を調整する第二の駆動手段30と、を備えた車両用表示装置であって、前記第一の駆動機構200は、第一の凸部25fを有する第一の歯車部材25と、前記第一の凸部25fに当接することにより前記第一のモーター21の駆動力を前記第一の歯車部材25から受ける第二の凸部26eを有する第二の歯車部材26と、を有すると共に、前記第一のモーター21の回動軸21aを回動させて前記反射手段10を開いた後に、前記第一の凸部25fと前記第二の凸部26eが離間するように、前記第一のモーター21の回動軸21aを逆方向に回動させる制御手段55を設けたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a reflection means 10 that is supported in an openable / closable state and reflects display light emitted from a display, and an angular displacement of the reflection means 10. And a
また、本発明は、請求項2に記載したように、前記反射手段10が所定の角度位置に開いたことを検出する検出手段50を設けたものである。
Further, according to the present invention, as described in claim 2, the detecting means 50 for detecting that the reflecting
また、本発明は、請求項3に記載したように、前記反射手段10が閉じたこと検出する第二の検出手段51を設けたものである。
Further, according to the present invention, as described in
また、本発明は、請求項4に記載したように、前記制御手段33は、前記第一のモーター21の回動軸21aを逆方向に回動させて前記反射手段10を閉じた後に、前記第一のモーター21の回動軸21aを順方向に回動させるものである。
Further, according to the present invention, as described in
また、本発明は、請求項5に記載したように、前記制御手段33は、前記第一のモーター21の回動軸21aを順方向に回動させて前記反射手段10を開いた後に、前記第一のモーター21の回動軸21aを逆方向に回動させる駆動信号を前記第一のモーター21に出力し、続いて、前記第一のモーター21の回動軸21aを停止させる停止信号を前記第一のモーター21に出力するものである。
Further, according to the present invention, as described in claim 5 , the
また、本発明は、請求項6に記載したように、前記制御手段33は、前記第一のモーター21の回動軸21aを逆方向に回動させて前記反射手段10を閉じた後に、前記第一のモーター21の回動軸21aを順方向に回動させる駆動信号を前記第一のモーターに出力し、続いて、前記第一のモーター21の回動軸21aを停止させる停止信号を前記第一のモーター21に出力するものである。
Further, according to the present invention, as described in
第二の駆動手段によって反射手段の角度を調整するときに、第一のモーターが抵抗にならないため、第二の駆動手段が円滑に作動する。 When the angle of the reflecting means is adjusted by the second driving means, the first motor does not become a resistance, so that the second driving means operates smoothly.
以下、添付の図面に基づいて、本発明の一実施形態を説明する。図面が煩雑になることを防ぐため、図1においては、第二の駆動手段30を点線で示し、符号は付さない。なお、本実施形態における「右向き」或いは「左向き」とは、図1乃至図3で図示した側面から見た方向である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In order to prevent the drawing from becoming complicated, in FIG. 1, the second drive means 30 is indicated by a dotted line and is not denoted by a reference numeral. Note that “rightward” or “leftward” in the present embodiment is a direction viewed from the side surface illustrated in FIGS. 1 to 3.
ヘッドアップディスプレイ装置は、反射手段10,第一の駆動手段20,第二の駆動手段30,ハウジング40,検出素子50(検出手段),検出素子51(第二の検出手段),排出部材60,図示しない発光型表示器等から構成されている。
The head-up display device includes a reflection means 10, a first drive means 20, a second drive means 30, a
反射手段10は、反射ミラー11及びこの反射ミラー11を保持する保持部材12を有している。反射ミラー11は、ポリカーボネートからなる樹脂基板に反射層を蒸着形成してなるものであり、発光型表示器が発した表示光Lを反射させる。保持部材12は、略扇形状の基部12aと、略円柱形状の軸部12bと、反射ミラー11を貼着する保持部12cと、略扇形状の歯車部12dと、を有している。基部12aは軸部12bの一端に設けられ、歯車部12dは軸部12bの他端に設けられている。
The reflecting
基部12aには、反射手段10が所定の角度位置まで開いたときに後述するレバーの突出部に対向する凹部12eと、反射手段10が閉じたときに前記突出部によって押圧される当接面12fとが形成されている(図2参照)。歯車部12dには、後述するギヤ部材に噛合するギヤ部12gが形成されている(図1参照)。反射手段10の軸部12bはハウジング40と排出部材60とによって挟持され、反射手段10が回動可能な状態で支持されている。
The
第一の駆動手段20は、直流モーター21(第一のモーター)及びこの直流モーター21の駆動力を反射手段10に伝える第一の駆動機構200を有している(図1参照)。第一の駆動機構200は、直流モーター21の回動軸21aに固定されたウォーム24と、このウォーム24に噛合するウォームホイール部材25(第一の歯車部材)と、このウォームホイール部材25と同軸的に配設されたギヤ部材26(第二の歯車部材)と、を有している。ウォーム24は、ウォームホイール部材25に噛合する歯部24aを有している。ギヤ部材26は、保持部材12のギヤ部12gに噛合している。
The first drive means 20 has a direct current motor 21 (first motor) and a
第二の駆動手段30は、ステッピングモーター31(第二のモーター)及びこのステッピングモーター31の駆動力を反射手段10に伝える第二の駆動機構300を有している(図2参照)。第二の駆動機構300は、ステッピングモーター31の回動軸31aに固定されたカム32と、横方向にスライド移動可能な状態でハウジング40に支持されたフレーム部材33と、このフレーム部材33がカム32に当接するようにフレーム部材33を引っ張るバネ34と、フレーム部材33に軸支されたレバー35と、レバー35の先端部に設けられたバネ36と、を有している。
The second driving means 30 has a stepping motor 31 (second motor) and a
フレーム部材33は、バネ34によって右向きに引っ張られており、当接部33aがカム32に接触している。フレーム部材33は、カム32の回動にしたがってスライド移動する。
レバー35は、側面視で略半円形状の突出部35aを有しており、後端部に設けられた軸部35bによって回動可能な状態でフレーム部材33に軸支されている。レバー35は、先端部に設けられたバネ36によって上向きに引っ張られており、突出部35aが保持部材12の基部12aに接触している。
The
The
ハウジング40は、上ケース41及び下ケース42で構成されている。上ケース41には、保持部材12が回動できるように、穴部41aが形成されている。検出素子50は、リミットスイッチ等からなるものであり、レバー35の突出部35aが保持部材12の凹部12eに嵌まり、反射手段10が所定の角度位置に開いたことを検出する。検出素子51は、リミットスイッチ等からなるものであり、基部12aが接触することによって、反射手段10が閉じたことを検出する。
The
排出部材60は、底壁60a,側壁60b,排出部60cを有するものであり、図示しないビスによって上ケース41に取付けられている。上ケース41の穴部41aから侵入した液体は、排出部60cから、ハウジング40の外に排出される。排出部60cは略角筒形状になっており、排出孔を有している。排出部材60の側壁60bには、軸受け部60dが設けられており、保持部材12の軸部12bは、排出部材60の軸受け部60dと、上ケース41の軸受け部41bとによって挟持されている。
The
次に、反射手段10の開閉について詳述する。ヘッドアップディスプレイ装置を使用しない時には反射手段10を閉じておき、使用する時に第一の駆動手段20によって反射手段10を所定の角度位置まで開くことができる。反射部材10を開くときには、直流モーター21の回動軸21aが順方向に回り、直流モーター21の駆動力が第一の駆動機構200を介して保持部材12に伝えられる。保持部材12の基部12aは、レバー35の突出部35aに当接しながら左回りに回動し、反射手段10が所定の角度位置まで起き上がったときに、レバー25の突出部35aが保持部材12の凹部12eに嵌まり、反射手段10が位置決めされる。
Next, opening and closing of the reflecting means 10 will be described in detail. The reflective means 10 can be closed when the head-up display device is not used, and the reflective means 10 can be opened to a predetermined angular position by the first driving means 20 when used. When the reflecting
反射手段10が閉じられるときには、直流モーター21の回動軸21aが逆方向に回り、直流モーター21の駆動力が第一の駆動機構200を介して保持部材12に伝わり、保持部材12の基部12aが、レバー35の突出部35aに当接しながら右回りに回動する。反射手段10が完全に閉じられたときは、レバー35の突出部35aによって基部12aの当接面12fが押圧される。
When the reflecting means 10 is closed, the
次に、反射手段10の角度調整について詳述する。反射手段10が所定の角度位置まで開いているときは、後述する押ボタンスイッチを操作することによって、反射手段10の角度Aを調整することができる(図3参照)。反射部材10の角度Aを小さくする場合には、ステッピングモーター31の回動軸31aと共にカム32が左に回り、フレーム部材33及びレバー35が左にスライド移動し、保持部材12が右回りに回動する。
Next, the angle adjustment of the reflecting means 10 will be described in detail. When the reflecting means 10 is opened to a predetermined angular position, the angle A of the reflecting means 10 can be adjusted by operating a push button switch described later (see FIG. 3). When the angle A of the reflecting
また、反射部材10の角度Aを大きくする場合には、ステッピングモーター31の回動軸31aと共にカム32が右に回り、フレーム部材33及びレバー35が右にスライド移動し、保持部材12が左回りに回動する。
When the angle A of the reflecting
次に、図4乃至図6に基づいて、ウォームホイール部材25及びギヤ部材26について詳述する。
ウォームホイール部材25は、基部25aと、この基部25aの後面側に突出するボス部25bとからなるものであり、ウォームホイール部材25には、基部25a及びボス部25bを貫通する貫通孔25cが形成されている(図4参照)。ウォームホイール部材25の基部25aには、ウォーム24と噛合する歯部25dが形成されている。基部25aの前面側には、略扇形状の凹部25e及び略三角形状の凸部25f(第一の凸部)が設けられている。
Next, the
The
ギヤ部材26は、基部26aと、板状部26bと、軸部26cとからなるものである(図5参照)。ギヤ部材26の基部26aには、歯車23と噛合する歯部26dが形成されている。板状部26bの後面側には、軸方向視で略台形状の突出部26e(第二の凸部)が形成されている。軸部26cは、板状部26bの後面に設けられており、ウォームホイール部材25の貫通孔25cに挿通される。
ギヤ部材26の軸部26cをウォームホイール部材25の貫通孔25cに挿通すると、ギヤ部材26の凸部26eが、ウォームホイール部材25の凹部25e内に位置する(図6参照)。
The
When the
次に、図7乃至図8に基づいて、反射手段10を開けるときにおけるウォームホイール部材25の凸部25f、及び、ギヤ部材26の突出部26eの作用について詳述する。
反射手段10を開けるとき、直流モーター21の回動軸21aは順方向に回動し、ウォームホイール部材25は右回転し、凸部25fがギヤ部材26の突出部26eに当接することで、ギヤ部材26に駆動力を伝える(図7参照)。
Next, based on FIG. 7 thru | or FIG. 8, the effect | action of the
When the reflecting means 10 is opened, the
反射手段10が所定の角度位置に開かれると、回動軸21aは逆方向に回動し、ウォームホイール部材25が左回転し、凸部25fがギヤ部材26の突出部26eから離れる(図8参照)。つまり、ウォームホイール部材25は、反射手段10が閉じられるときに備えて左回転されるが、反射手段10の角度調整の際に妨げにならない程度に所定間隔Bを空けて停止される。
When the reflecting means 10 is opened at a predetermined angular position, the
ウォームホイール部材25の凸部25fがギヤ部材26の突出部26eから離れると、ギヤ部材26は回動自在な状態になるため、第二の駆動機構300で反射手段10の角度調整をするときに、直流モーター21が抵抗にならない。前記所定間隔Bは、可及的に小さいことが望ましく、反射手段10が閉じられるときの駆動音の変化が少なく、且つ、ウォームホイール部材25の凸部25fがギヤ部材26の突出部26eに再び当接するまでのタイムラグが小さい。
When the
次に、図9乃至図10に基づいて、反射手段10を閉じるときにおけるウォームホイール部材25の凸部25f、及び、ギヤ部材26の突出部26eの作用について詳述する。
反射手段10を閉じるときは、直流モーター21の回動軸21aは逆方向に回動し、ウォームホイール部材25は左回転し、凸部25fがギヤ部材26の突出部26eに当接することで、ギヤ部材26に駆動力を伝える(図9参照)。反射手段10が閉じられると、回動軸21aは順方向に回動し、ウォームホイール部材25が右回転し、再び凸部25fがギヤ部材26の突出部26eに当接し、停止する(図10参照)。
Next, based on FIG. 9 thru | or FIG. 10, the effect | action of the
When the reflecting means 10 is closed, the
図11は、直流モーター21及びステッピングモーター31を駆動するための電気的構成を示すブロック図である。
52,53,54は押ボタンスイッチであり、この押ボタンスイッチ52,53,54は、マイコン等の制御部55(制御手段)に操作信号を出力する。押ボタンスイッチ52は反射手段10を開閉させるものであり、制御部55は、押ボタンスイッチ52からの操作信号を入力すると、駆動回路56を介して、直流モーター21を駆動する。
FIG. 11 is a block diagram showing an electrical configuration for driving the
押ボタンスイッチ53,54は、反射手段10の角度を調整するものであり、制御部55は、押ボタンスイッチ53,54からの操作信号を入力すると、駆動回路57を介して、ステッピングモーター31を駆動する。押ボタンスイッチ53は、反射手段10の角度Aを大きくするためのものであり、押ボタンスイッチ54は、反射手段10の角度Aを小さくするためのものである。検出素子50は、反射手段10が所定の角度位置に開かれたときに、制御部55に検出信号を出力する。検出素子51は、反射手段10が閉じられたときに、制御部55に検出信号を出力する。
The push button switches 53 and 54 adjust the angle of the reflecting
制御部55は、押ボタンスイッチ52からの操作信号を入力すると、駆動回路56を介して、直流モーター21を駆動し、反射手段10を開閉する。また、制御部55は、押ボタンスイッチ53または押ボタンスイッチ54からの操作信号に基づいて、駆動回路57を介して、ステッピングモーター31を駆動し、反射手段10の角度Aを調整する。
When the operation signal from the
図12は、反射手段10を開けるときにおける制御手段58の出力処理フローを示すものである。
制御部55は、押ボタンスイッチ52からの操作信号を入力したとき、先ず、駆動回路56に順方向の駆動信号を出力し(ステップS1)、直流モーター21の回動軸21aを順方向に回動させ、検出素子50からの検出信号の入力を確認し(ステップS2)、検出信号を入力すると、駆動回路56を介して直流モーター21に逆方向の駆動信号を出力し(ステップS3)、回動軸21aを逆方向に回動させ、続いて、駆動回路56にブレーキ信号(停止信号)を出力し(ステップS4)、回動軸21aの回動を停止させる。
FIG. 12 shows an output processing flow of the control means 58 when the reflecting means 10 is opened.
When the operation signal from the
図13は、反射手段10を閉じるときにおける制御手段58の出力処理フローを示すものである。
制御部55は、押ボタンスイッチ52からの操作信号を入力したとき、先ず、駆動回路56に逆方向の駆動信号を出力し(ステップS5)、直流モーター21の回動軸21aを逆方向に回動させ、検出素子51からの検出信号の入力を確認し(ステップS6)、検出信号を入力すると、駆動回路56を介して直流モーター21に順方向の駆動信号を出力し(ステップS7)、回動軸21aを順方向に回動させ、続いて、駆動回路56にブレーキ信号を出力し(ステップS8)、回動軸21aの回動を停止させる。
FIG. 13 shows an output processing flow of the control means 58 when the reflecting means 10 is closed.
When the operation signal from the
本実施形態によれば、反射手段10の開閉と角度調整とを、夫々、第一の駆動手段20及び第二の駆動手段30で行うため、反射手段10を迅速に開閉できる。且つ、反射手段10が所定の角度位置に開かれたときに、直流モーター21が逆回転し、ウォームホイール部材25の凸部25fが、ギヤ部材26の突出部26eから離間するため、ギヤ部材26が回動自在な状態になるため、第二の駆動機構300で反射手段10の角度調整をするときに、直流モーター21が負荷にならなく、反射手段10の角度調整を円滑に行うことができる。
According to this embodiment, since the opening and closing and the angle adjustment of the reflecting means 10 are performed by the first driving means 20 and the second driving means 30, respectively, the reflecting means 10 can be quickly opened and closed. When the reflecting means 10 is opened at a predetermined angular position, the
なお、本実施形態の反射手段10は反射ミラー11を有するものであったが、コンバイナと称される半透過性の反射部材を用いても良い。また、本実施形態のモーターは直流モーター21,ステッピングモーター31であったが、例えばサーボモーターであっても良い。また、本実施形態は、ウォームギヤを用いるものであったが、例えばラック,ピニオンを用いても良い。
In addition, although the reflection means 10 of this embodiment has the
10 反射手段
20 第一の駆動手段
200 第一の駆動機構
21 直流モーター(第一のモーター)
21a 回動軸
30 第二の駆動手段
300 第二の駆動機構
31 ステッピングモーター(第二のモーター)
25 ウォームホイール部材(第一の歯車部材)
25f 凸部(第一の凸部)
26 ギヤ部材(第二の歯車部材)
26e 突出部(第二の凸部)
55 制御部(制御手段)
DESCRIPTION OF
25 Worm wheel member (first gear member)
25f Convex part (first convex part)
26 Gear member (second gear member)
26e Protruding part (second convex part)
55 Control part (control means)
Claims (6)
前記反射手段を角度変位させるための第一のモーターと、前記第一のモーターが発した駆動力を前記反射手段に伝える第一の駆動機構と、を有し、前記反射手段を開閉させる第一の駆動手段と、
前記反射手段を角度変位させるための第二のモーターと、前記第二のモーターが発した駆動力を前記反射手段に伝える第二の駆動機構と、を有し、前記反射手段の角度を調整する第二の駆動手段と、を備えた車両用表示装置であって、
前記第一の駆動機構は、第一の凸部を有する第一の歯車部材と、前記第一の凸部に当接することにより前記第一のモーターの駆動力を前記第一の歯車部材から受ける第二の凸部を有する第二の歯車部材と、を有すると共に、
前記第一のモーターの回動軸を回動させて前記反射手段を開いた後に、前記第一の凸部と前記第二の凸部が離間するように、前記第一のモーターの回動軸を逆方向に回動させる制御手段を設けたことを特徴とする車両用表示装置。 Reflecting means that is supported in an openable and closable state and reflects display light emitted from the display;
A first motor for angularly displacing the reflecting means; and a first driving mechanism for transmitting the driving force generated by the first motor to the reflecting means, and the first motor for opening and closing the reflecting means. Driving means,
A second motor for angularly displacing the reflecting means; and a second driving mechanism for transmitting the driving force generated by the second motor to the reflecting means, and adjusting the angle of the reflecting means. A vehicle display device comprising: a second drive means;
The first drive mechanism receives a driving force of the first motor from the first gear member by contacting the first gear member having a first convex portion and the first convex portion. A second gear member having a second convex portion , and
After rotating the rotating shaft of the first motor to open the reflecting means, the rotating shaft of the first motor is separated from the first protruding portion and the second protruding portion. A display device for a vehicle, characterized in that it is provided with control means for rotating the motor in the reverse direction .
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