JP6116932B2

JP6116932B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP6116932B2
Application number: JP2013031969A
Authority: JP
Inventors: 友博杉山
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2033-02-21
Also published as: JP2014163962A

Description

本発明は、自動車のインストルメントパネル等に取り付けられて、車両情報やナビゲーション情報などを表示する車両用表示装置に関する。

車両の乗員に、ナビゲーション情報等の各種の情報を外景と重畳して視認させる車両用表示装置が多く提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

上記車両用表示装置は、図９に示すように、表示光を照射する照射装置（図示しない）と、表示光を反射する反射面２３０を有するコンバイナ（反射板）２０３と、コンバイナ２０３の下端部に設けられ当該コンバイナ２０３を倒伏状態（収納位置）から起立状態（展開位置）に亘って回転自在に支持する支持機構と、この支持機構及びコンバイナ２０３を移動させる駆動手段（図示しない）と、を備えている。この車両用表示装置２０１は、コンバイナ２０３を車両のインストルメントパネル（以下、インパネという）Ｐの上面に起立させ、インパネＰ内に収納された照射装置からの表示光を、反射面２３０で反射させこの反射面２３０に画像を形成し、乗員（ドライバ）にナビゲーション情報等の各種の情報を視認させていた。

この種の車両用表示装置として、上述した従来の車両表示装置の駆動手段の代わりに、回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構を用いて、コンバイナを直線的に移動させる車両表示装置が、本出願人によって特願２０１２−１８５０２４に提案されている。この車両表示装置は、コンバイナに連結されてこのコンバイナを直動移動させるボールねじ機構（駆動手段）を備えている。図１０に示すように、ボールねじ機構２０４は、図示しないモータと、このモータの駆動力で回転方向Ｒに回転する送りねじ２４０と、この送りねじ２４０に螺合する雌ねじ部２４１と、を備えている。送りねじ２４０は、円柱状に形成され、その外周面に螺旋状のねじ山が切られて構成されている。雌ねじ部２４１は、送りねじ２４０を貫通させる貫通孔の内周面に、送りねじ２４０に切られたねじ山に螺合するねじ溝が切られて構成されている。

特開平９−１２７４５６号公報

しかしながら、上述したボールねじ機構２０４を用いた車両用表示装置において、雌ねじ部２４１が上下方向に移動しようとする力は、送りねじ２４０の回転運動を直線運動に変換することにより得られたものであり、この雌ねじ部２４１が移動しようとする力の全てが、送りねじ２４０を回転させる力で賄われていたから、送りねじ２４０とこの送りねじ２４０に螺合する雌ねじ部２４１との摺動面にかかる力や摩擦摺動抵抗が大きくなるという問題があった。

本発明の目的は、送りねじに歯合する伝達ギアにかかる力の低減を図った車両用表示装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、車両に取り付けられるベースと、反射板と、該反射板に表示画像を投影する投影手段と、前記反射板に連結されて、前記反射板を前記ベースから上方へ突出可能かつ前記ベースに没入可能に移動させる移動部材と、前記ベースに設けられて前記移動部材を突没移動させる駆動手段と、を備え、前記反射板を突没方向に直線的に移動させる車両用表示装置であって、前記駆動手段は、モータと、該モータの駆動力で回転する送りねじと、該送りねじに歯合して、前記移動部材の突没移動方向である前記送りねじの軸方向に沿って転動される伝達ギアと、前記移動部材に回転自在に保持されるとともに、前記伝達ギアを回転不能に軸支する伝達軸と、該伝達軸の両端部に回転不能に設けられて、前記伝達ギアと連動して回転される一対のラックギアと、該一対のラックギアの各々に設けられた複数の歯に歯合する複数の歯を有し、前記移動部材の突没移動方向に直交する方向に間隔をあけて設けられた一対のラックと、を備えたことを特徴とする車両用表示装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記反射板の下端部を保持する保持部材と、一端側が前記伝達軸とともに突没移動されるように回動自在に連結されるとともに他端側が前記保持部材に回動自在に連結されるリンク部材と、をさらに備え、前記移動部材は、移動部本体と、該移動部本体との間に前記伝達軸を挟んで保持する蓋部と、該蓋部を前記移動部本体に向かって付勢する付勢手段と、を備え、前記保持部材は、前記移動部本体に近接した近接位置と、前記移動部本体から離隔した離隔位置とに、前記移動部本体に回動自在に連結され、前記モータの駆動に伴って、前記保持部材が前記移動部本体の近接位置に位置付けられた状態で前記移動部本体とともに突出方向側に移動され、前記保持部材に保持された前記反射板が前記ベースから突出した突出位置で、前記移動部本体の移動が規制され、前記モータがさらに駆動して前記付勢手段の付勢力に抗しつつ前記伝達軸とともに前記リンク部材の前記一端側を突出方向側にさらに移動させることで、前記保持部材が前記リンク部材の他端側によって押し出されて前記移動部本体に対して前記近接位置から前記離隔位置に向かって回動されることを特徴とする。

請求項１に記載の本発明によれば、モータと、該モータの駆動力で回転する送りねじと、該送りねじに歯合して、移動部材の突没移動方向である送りねじの軸方向に沿って転動される伝達ギアと、移動部材に回転自在に保持されるとともに、伝達ギアを回転不能に軸支する伝達軸と、該伝達軸の両端部に回転不能に設けられて、伝達ギアと連動して回転される一対のラックギアと、該一対のラックギアの各々に設けられた複数の歯に歯合する複数の歯を有し、移動部材の突没移動方向に直交する方向に間隔をあけて設けられた一対のラックと、を備えた駆動手段を用いることにより、伝達ギアにかかる力を、一対のラックギアを回転させようとする力と、上下方向に移動しようとする力と、に二分することができるから、伝達ギアにかかる力の低減を図ることができる。また、伝達ギア及び一対のラックギアの移動量がボールねじ機構の移動量の半分になり、この半分になった移動量に比例して、送りねじを半分の力（低トルク）で回転させることができる。また、送りねじと伝達ギアとの摺動面（接触面）がボールねじ機構よりも小さくなり、送りねじと伝達ギアとの摺動面にかかる摩擦摺動抵抗が低減されるから、モータトルクを小さくできるとともに摩擦摺動による熱の発生が抑えられ、熱による送りねじ及び伝達ギアの変形や劣化を防止できる。

請求項２に記載の本発明によれば、モータの駆動に伴って、保持部材が移動部材の近接位置に位置付けられた状態で移動部材とともに突出方向側に移動され、保持部材に保持された反射板がベースから突出した突出位置で、移動部本体の移動が規制され、モータがさらに駆動して伝達軸とともにリンク部材の一端側を突出方向側にさらに移動させることで、保持部材がリンク部材の他端側によって押し出されて移動部材に対して近接位置から離隔位置に向かって回動されて、保持部材に保持された反射板が傾倒する。即ち、保持部材及びリンク部材をさらに備える容易な構成で、反射板の角度の変更を実現できる。これにより、視点の高いドライバから視点の低いドライバに亘る、全てのドライバの視点の高さに対応した表示像を提供することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる車両用表示装置が設けられた車両の室内を示す断面図である。図１に示された車両用表示装置の分解斜視図である。図１に示された車両用表示装置の駆動手段を示す斜視図である。図３に示された駆動手段の平面図である。図１に示された車両用表示装置の効果を説明するための説明図である。第２の実施形態にかかる車両用表示装置の分解斜視図である。（Ａ）は、図１に示された車両用表示装置を構成する反射板が没入位置に位置付けられた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示された反射板が突出位置に位置付けられた状態を示す斜視図であり、（Ｃ）は、（Ｂ）に示された反射板の傾斜角度が変更した状態を示す斜視図である。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の断面図である。従来の車両用表示装置が設けられた車両の室内を示す斜視図である。図９に示された従来の車両用表示装置の駆動手段の代わりに用いられたボールねじ機構を示す斜視図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる車両用表示装置（以下、ＨＵＤ装置という）の第１の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。

車両には、その室内における車両前方にフロントウインドウシールドＷが設けられており、このフロントウインドウシールドＷの下方には、インストルメントパネルＰが設けられている。

インストルメントパネルＰ（以下、インパネという）は、黒色の合成樹脂などを用いて構成されており、ＨＵＤ装置１や図示しない各種操作スイッチなどが設けられている。このインパネＰの上面は、つや消し加工が施されているとともに、図１に示すように、この上面の運転席正面の部分には、ＨＵＤ装置１のコンバイナ３を挿通させるためのインパネ開口ａが設けられている。

ＨＵＤ装置１は、車両情報やナビゲーション情報などの表示画像を表示するものである。また、ＨＵＤ装置１は、図１、図２に示すように、自動車（車両）に取り付けられるベース２と、ベース２（即ちインパネＰの上面）から突出可能かつベース２に没入可能に設けられたコンバイナ３（反射板）と、コンバイナ３に表示画像を投影する投影手段４（図１に示す）と、ベース２内に没入されたコンバイナ３の突出方向側を覆う蓋体５（図１に示す）と、コンバイナ３に連結されて、コンバイナ３をベース２から上方へ突出可能かつベース２に没入可能に移動させる移動部材６と、ベース２に設けられて移動部材６を突没移動する駆動手段７と、を備えて構成されている。

ここで、コンバイナ３の突没方向は、図１に示すように、車両の上下方向即ち重力方向であり、矢印Ｚで示す高さ方向である。図１、図２中の矢印Ｙは車両の前後方向を示し、矢印Ｘは、矢印Ｙと矢印Ｚに直交する方向、及び車両の左右方向を示している。

ベース２には、図２に示すように、長方形板状の基板２０と、基板２０の長手方向両縁部から後方側に向かって立設される一対の第１側壁２１と、基板２０の幅方向両縁部から後方側に向かって立設される一対の第２側壁２２と、を有し、開口２ａを有して構成されたケース２Ａが設けられている。ケース２Ａは、開口２ａが、車両後方側を向くように配置されている。基板２０は、その長手方向が上下方向Ｚに沿うとともに、その厚み方向が前後方向Ｙに沿うように配置される。一対の第１側壁２１は、上下方向Ｚに対向して設けられ、一対の第２側壁２２は、左右方向Ｘに対向して設けられている。

コンバイナ３は、板ガラス（図示しない）と、該板ガラスの一方の面に蒸着された錫や銀などの光半透過膜（図示しない）と、を有する、周知のハーフミラーである。このコンバイナ３は、半透過性を有しており、ドライバが当該コンバイナ３を通して車両前方を目視ですることができるように形成されている。このコンバイナ３は、平面視が長方形状の板状に形成され、ケース２Ａの開口２ａを塞ぐように配置されるとともに、その幅方向が左右方向Ｘに沿い、その長手方向が高さ方向Ｚに沿うようにケース２Ａに取り付けられている。また、コンバイナ３は、ベース２、即ちケース２Ａから上方に突出した「突出位置」と、ケース２Ａ内に没入された「没入位置」とに移動可能に設けられている。

投影手段４は、液晶パネルに光を透過させて投射する、周知の液晶プロジェクタである。図１などに示すように、この投影手段４は、制御基板（図示しない）から制御信号を受け取ることにより、複数の液晶セルからなる液晶パネル上に該制御信号に応じた文字や図形などの表示画像を形成し、そして、この表示画像がバックライトによって背面から照らされることによって、該表示画像に対応する表示光Ｌ（図１に示す）を照射する。

移動部材６は、図２に示すように、板状の移動部本体６０と、この移動部本体６０の上端部に取り付けられて移動部本体６０との間に駆動手段７に設けられたギア部材８（後述する）を回転自在に保持する一対の蓋部６１と、移動部本体６０から矢印Ｘ方向に突出して設けられて駆動手段７に設けられた一対のラック（後述する）の案内溝７７に案内される一対の案内ピン６２と、を備えている。

この移動部本体６０は、図２に示すように、略長方形板状に形成され、その長手方向が左右方向Ｘに沿い、その幅方向が高さ方向Ｚに沿うように設けられている。移動部本体６０は、その長手寸法が、コンバイナ３の幅寸法よりも小さく形成されていて、コンバイナ３の下端部において、移動部本体６０の後方側の面とコンバイナ３の前面と、が対向した格好で固定される。

移動部本体６０には、ギア部材８を収容するための収容部６３と、蓋部６１を係止するための係止突起６４と、コンバイナ３を移動部本体６０に固定するためのコンバイナ固定部６５と、一対の案内ピン６２を回転可能に支持するための一対のピン受け部６６と、が設けられている。

収容部６３には、ギア部材８の伝達軸８２を収容するための半円形の収容溝６３ａと、この収容溝６３ａの中央部に設けられてギア部材８の伝達ギア８１との緩衝を避けるために移動部本体６０の上端部を切り欠いて形成された切欠き６７と、が設けられている。収容溝６３ａは、移動部本体６０の上面に設けられているとともに、その長手方向Ｘに沿って延在して形成されている。切欠き６７は、収容溝６３ａの延在方向（左右方向）Ｘに対して交差する方向Ｙに該収容溝６３ａを横切って形成されている。

係止突起６４は、図２に示すように、切欠き６７の矢印Ｘ方向の両側に設けられているとともに、移動部本体６０の厚み方向Ｙに相対する位置に設けられている。コンバイナ固定部６５は、移動部本体６０の下端部に、矢印Ｘ方向に間隔をあけて設けられている。各コンバイナ固定部６５は、移動部本体６０から後方に向かって突出して設けられ、内面に雌ねじが切られた円筒状に形成されている。一対のピン受け部６６は、移動部本体６０の下端部に、移動部本体６０の長手方向Ｘに相対する位置に設けられている。

一対の蓋部６１は、図２に示すように、移動部本体６０の切欠き６７を除いた収容溝６３ａの両端部を覆う一対の覆い部６８と、各覆い部６８の両端から下方に向かって板状に突出して設けられて、移動部本体６０の係止突起６４に係止する係止孔６９ａを有する係止受け部６９と、を備えている。この覆い部６８には、蓋部６１が移動部本体６０に係止された際に、移動部本体６０の収容溝６３ａと重なることで円形になる半円溝が形成されている。

一対の案内ピン６２は、図２に示すように、それぞれ、ピン受け部６６に差し込まれる棒状の軸部６２Ａと、軸部６２Ａの先端部に回転不能に固定されて、ラック７４に設けられた案内溝７７を転動する転動ローラ６２Ｂと、を備えて構成されている。

このような移動部材６は、図２に示すように、ギア部材８を移動部本体６０の上方から近付けて、ギア部材８の伝達軸８２を収容溝６３ａに収容し、伝達ギア８１を切欠き６７に収容し、蓋部６１を伝達軸８２の上から被せ、係止受け部６９を係止突起６４に近付けて、係止孔６９ａを係止突起６４に係止する。こうして、ギア部材８、即ち伝達軸８２、及び伝達ギア８１が移動部材６に回転自在に保持される。一対の案内ピン６２は、軸部６２Ａをピン受け部６６に差し込むことで、ピン受け部６６に回転可能に支持される。コンバイナ３の下端部をコンバイナ固定部６５に近付けて、コンバイナ３と移動部本体６０とが対向する格好で、コンバイナ３をコンバイナ固定部６５にピンＰを用いて固定する。コンバイナ３が移動部材６に固定され、ギア部材８が移動部材６に回転自在に保持される。

駆動手段７は、図２、図３にも示すように、モータ７０と、このモータ７０に連結されるとともにこのモータ７０の駆動力で回転する送りねじ７１と、この送りねじ７１を回転自在に支持する支柱７２及び軸受け７３と、送りねじ７１に歯合するギア部材８と、このギア部材８に歯合する一対のラック７４と、を備えて構成されている。ギア部材８は、送りねじ７１に歯合して送りねじ７１の軸方向Ｚに転動する伝達ギア８１と、この伝達ギア８１を回転不能に軸支するとともに矢印Ｘ方向に沿って延在した棒状の伝達軸８２と、この伝達軸８２の両端部に回転不能に固定されて伝達ギア８１からの回転に連動して回転される一対のラックギア８３と、を備えて構成されている。

送りねじ７１は、高さ方向Ｚに棒状に立設しているとともに外周面に螺旋状に連続したねじ溝が切られて形成されている。

伝達ギア８１は、図２、図３にも示すように、円筒状に形成され、その中心軸方向が矢印Ｘ方向に沿う格好で、送りねじ７１に歯合されている。この伝達ギア８１の側面（円筒面）には、送りねじ７１に切られたねじ溝と同じ間隔をあけてはす歯が切られている。

一対のラックギア８３は、図２、図３にも示すように、伝達ギア８１と同軸に設けられているとともに、その各々に形成された歯ピッチが、送りねじ７１のねじピッチと等しく形成されている。また、一対のラックギア８３の外側方向Ｘ側には、伝達ギア８１と同軸であるとともに、一対のラックギア８３の各々と一体に設けられて、案内溝７７を摺動する一対の摺動ローラ８３Ａが設けられている。各摺動ローラ８３Ａの外径寸法は、各ラックギア８３の最小の外径寸法よりも小さく形成されているとともに、前述した移動部材６の転動ローラ６２Ｂの外径寸法と略等しく形成されている。

一対のラック７４は、図２、図３にも示すように、ベース２の各第２側壁２２の内面に取り付けられて、矢印Ｘ方向に間隔をあけて互いに対向して設けられている。各ラック７４は、長方形板状に形成され、その長手方向が上下方向に沿うように設けられたラック本体７５と、このラック本体７５から内側方向Ｘに板状に延出して設けられて、その前面にラックギア８３の歯が歯合する複数の歯が形成された延出部７６と、を備えてＬ字状に形成されている。ラック本体７５には、その上下方向に延びて形成されているとともに、その矢印Ｘ方向の内面から凹に形成された案内溝７７が設けられている。この案内溝７７は、一対の案内ピン６２に設けられた転動ローラ６２Ｂを転動させる第１案内溝（図示しない）と、一対のラックギア８３に設けられた摺動ローラ８３Ａを摺動させる第２案内溝７７Ｂ（図４に示す）と、で構成されている。第１案内溝は、第２案内溝７７Ｂよりも矢印Ｘ方向の外側に第２案内溝７７Ｂと隣接する位置に設けられている。

延出部７６は、ラック本体７５の後端縁に連続して設けられているとともに、長方形の板状に形成されている。また、延出部７６の複数の歯の前端部は、案内溝７７の後端縁よりも後方側に設けられている。

第１案内溝には、その下端部から、コンバイナ３の移動距離、即ち、コンバイナ３の「突出位置」から「没入位置」までの寸法と同じ寸法をあけた位置に、案内ピン６２の上方への移動を規制する規制部（図示しない）が設けられている。この第１案内溝は、その幅寸法（前後方向Ｙに沿う寸法）が、転動ローラ６２Ｂの外径寸法よりも僅かに大きくなるように形成されているとともに、規制部が設けられた位置は、その幅寸法が転動ローラ６２Ｂの外径寸法よりも小さくなるように形成されている。このような第１案内溝において、規制部に一対の案内ピン６２の転動ローラ６２Ｂが当接すると、コンバイナ３の突出方向Ｚへの移動が規制されて該コンバイナ３が「突出位置」に位置付けられ、第１案内溝の下端部に転動ローラ６２Ｂが当接すると、コンバイナ３の没入方向Ｚへの移動が規制されてコンバイナ３が「没入位置」に位置付けられる。

このようなＨＵＤ装置１を組み立てる手順を説明する。コンバイナ３を移動部材６にピンＰを用いて固定し、ギア部材８を移動部材６に回転自在に保持させる。モータ７０の駆動軸７０Ａに送りねじ７１の一端部を回転不能に固定して、モータ７０及び送りねじ７１をケース２Ａ内に収容する。図３に示すように、移動部材６を送りねじ７１に近付け、伝達ギア８１の歯と送りねじ７１の歯を歯合し、この状態で、移動部材６の一対の案内ピン６２を一対のラック７４の第１案内溝に進入させ、一対のラックギア８３を第２案内溝７７Ｂに進入させ、そして、一対のラックギア８３を送りねじ７１と、延出部７６との間に挟んで、ラックギア８３の歯と延出部７６に形成された歯とを歯合する。この格好で、一対のラック７４をケース２Ａの各第２側壁２２の内面にそれぞれ取り付ける。この際、図４に示すように、ラック７４の歯の先端は、案内溝７７の後端縁よりも後方側に設けられ、送りねじ７１の歯の先端は、案内溝７７の前端縁よりも前方側に設けられている。コンバイナ３はラック７４よりも後方側に設けられている。こうしてＨＵＤ装置１を組み立てる。なお、図３において、移動部材６の蓋部６１、及び案内ピン６２は省略されていて、図４において、移動部本体６０、及び蓋部６１は省略されている。

次に、ＨＵＤ装置１におけるコンバイナ３の没入位置から突出位置への動作を、図４を参照して説明する。ＨＵＤ装置１は、コンバイナ３が没入位置に位置した状態、即ち、一対の案内ピン６２が第１案内溝の下端部に位置した状態で、駆動手段７のモータ７０が駆動され、この駆動力が送りねじ７１に伝達されて、送りねじ７１が回転方向Ｒに回転し、送りねじ７１の回転に伴って伝達ギア８１が送りねじ７１の軸方向に沿って転動し、伝達軸８２が伝達ギア８１の回転を一対のラックギア８３に伝達することで、一対のラックギア８３が回転する。そして、一対のラックギア８３が一対のラック７４に転動することで、移動部材６が突出方向に移動され、一対の案内ピン６２の転動ローラ６２Ｂが第１案内溝の規制部に当接して、移動部本体６０の上方への移動が規制されるとともに、コンバイナ３が突出位置に到達される。

コンバイナ３を突出位置から没入位置に移動する際には、コンバイナ３が突出位置に位置した状態、即ち、一対の案内ピン６２が第１案内溝の規制部に当接した状態で、送りねじ７１の回転方向を、前述したコンバイナ３を没入位置から突出位置に移動させた際の送りねじ７１の回転方向Ｒと反対方向に回転することで、移動部材６が没入方向に移動され、一対の案内ピン６２の転動ローラ６２Ｂが第１案内溝の下端部に当接して、移動部本体６０の下方への移動が規制されるとともに、コンバイナ３が没入位置に到達される。

このようなＨＵＤ装置１は、送りねじ７１一回転毎の伝達ギア８１の突没方向側への移動量が、図１０に示すボールねじ機構２０４の半分なり、この半分になった移動量に比例して、送りねじ７１が半分の力（トルク）で回転されることとなり、よって、モータトルクを小さく設定することができる。詳しく説明すると、図１０に示すボールねじ機構２０４においては、送りねじ２４０が一回転する毎に、送りねじ２４０に螺合された雌ねじ部２４１が、ねじピッチ分だけ直線移動するが、図５に示すような、駆動手段７を用いて、一対のラックギア８３の歯ピッチが送りねじ７１のねじピッチと等しく形成されていれば、伝達ギア８１にかかる力を、一対のラックギア８３を回転させようとする力と、当該伝達ギア８１を突没方向側に移動しようとする力と、に二分することができるから、伝達ギア８１にかかる力の低減を図ることができる。また、伝達ギア８１及び一対のラックギア８３の移動量がボールねじ機構の移動量の半分になり、この半分になった移動量に比例して、送りねじ７１を半分の力（低トルク）で回転させることができる。従って、モータトルクを小さく設定してもよく、モータ７０を小型化してもよい。

なお、上述した第１の実施形態では、伝達ギア８１及び一対のラックギア８３の歯ピッチは同じに形成され、伝達ギア８１に歯合する送りねじ７１のねじピッチと、一対のラックギア８３に歯合するラック７４の歯ピッチは同じに形成されていたが、本発明はこれに限ったものではなく、送りねじ７１のねじピッチとラック７４の歯ピッチは同じに形成されていなくともよい。送りねじ７１のねじピッチと、ラック７４の歯ピッチとを適宜変更することで、送りねじ７１を回転させるモータ７０の回転速度と伝達ギア８１及び一対のラックギア８３の移動量とを調節することができる。これにより、回転速度の異なるモータ７０を適宜選択することができる。即ち、モータ７０の選択幅を広げることができる。

（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態にかかるＨＵＤ装置を、図６乃至図８に基づいて説明する。なお、図６乃至図８において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。上述した第１の実施形態のＨＵＤ装置１は、コンバイナ３（反射板）を、突没方向Ｚに直線的に移動させていたが、第２の実施形態のＨＵＤ装置１０１は、コンバイナ３を突没方向Ｚに直線的に移動させて突出位置に到達させた後、該コンバイナ３を傾倒させる、即ち、コンバイナ３を回動させて該コンバイナ３の傾斜角度を変更することで、視点の高いドライバから視点の低いドライバに亘る、全てのドライバの視点の高さに対応した表示像を提供することができるＨＵＤ装置について説明する。

このＨＵＤ装置１０１は、図６、図７に示すように、自動車（車両）に取り付けられるベース２と、ベース２（即ちインパネＰの上面）から突出可能かつベース２に没入可能に設けられたコンバイナ３（反射板）と、コンバイナ３に表示画像を投影する投影手段４（図１に示す）と、ベース２内に没入されたコンバイナ３の突出方向側を覆う蓋体５（図１に示す）と、コンバイナ３を保持する保持部材１０９と、保持部材１０９に回動自在に連結された移動部材１０６と、ベース２に設けられてコンバイナ３を突没駆動する駆動手段７と、保持部材１０９を移動部材１０６に近接させる第１コイルばね１１０と、一端側１１６ａが駆動手段７に回動自在に支持（軸支）されるとともに、他端側１１７ａが保持部材１０９に回動自在に支持（軸支）されるリンク部材１１１と、を備えて構成されている。

保持部材１０９は、図６に示すように、長方形の板状に形成され、その長手寸法（矢印Ｘ方向）が、コンバイナ３の幅寸法Ｘよりも小さく形成されている。この保持部材１０９は、移動部材１０６の後方側に設けられているとともに、ケース２Ａの開口２ａよりも後方側に突出した位置に設けられている。即ち、保持部材１０９及びこの保持部材１０９に保持されたコンバイナ３は、ケース２Ａの開口２ａよりも後方側に突出した位置に設けられている。保持部材１０９は、コンバイナ３を前後方向（矢印Ｙ方向）に挟んで保持する一対の挟持部１０９Ａ、１０９Ｂを備えて構成されている。一対の挟持部１０９Ａ、１０９Ｂのうち、移動部材１０６側、即ち前方側の一方（以下、挟持部１０９Ａと記す）には、リンク部材１１１に回動自在に連結される連結受け部１９０が設けられている。この連結受け部１９０は、挟持部１０９Ａの移動部材１０６側、即ち前方側の面の上端部における左右方向（矢印Ｘ方向）に間隔をあけて一対設けられている。各連結受け部１９０は、一方の挟持部１０９Ａの移動部材１０６側、即ち前方側の面から突出して形成されているとともに、各連結受け部１９０には、左右方向（矢印Ｘ方向）に貫通した貫通孔１９０ａ（図７（Ｃ）などに示す）が形成されている。

移動部材１０６は、図６に示すように、長方形板状の移動部本体６０と、この移動部本体６０の上端部に取り付けられて移動部本体６０との間に駆動手段７のギア部材８を回転自在に保持する一対の蓋部１６１と、駆動手段７のラック７４の第１案内溝に案内される一対の案内ピン６２と、一対の蓋部１６１を移動部本体６０に付勢する複数の第２コイルばね１６３を備えている。

移動部本体６０は、その長手寸法Ｘが、保持部材１０９の長手寸法Ｘと略等しく形成されているとともに、その幅寸法Ｚが、保持部材１０９の幅寸法Ｚよりも小さく形成されている。この移動部本体６０は、その下端部と保持部材１０９の下端部とが回動連結部１１２によって回動自在に連結されている。また、移動部本体６０には、その上端部に設けられてギア部材８を収容する収容部６３と、一対の案内ピン６２を回転可能に支持する一対のピン受け部６６と、が設けられている。

回動連結部１１２は、図６、図７にも示すように、移動部材１０６の保持部材１０９側、即ち後方側の面から突出して形成されているとともに、左右方向Ｘに間隔をあけて設けられた一対の第１円筒部１１３と、移動部材１０６の一方の挟持部１０９Ａの側、即ち後方側の表面から突出して形成されて一対の第１円筒部１１３の貫通孔１１３ａ（図６に示す）と連通する孔部１１４ａ（図６に示す）を有する一対の第２円筒部１１４と、保持部材１０９と移動部材１０６とを回動自在に連結するピンＰ（図６に示す）と、を有して構成されている。第１円筒部１１３及び第２円筒部１１４は、貫通孔１１３ａ及び孔部１１４ａが、左右方向Ｘに貫通するように形成されている。

このような回動連結部１１２は、第１円筒部１１３が第２円筒部１１４に重ねられた状態で、第１円筒部１１３の貫通孔１１３ａ及び第２円筒部１１４の孔部１１４ａにピンＰが挿入されることにより、移動部材１０６の下端部と保持部材１０９の下端部とが回動自在に連結される。そして、移動部材１０６と保持部材１０９とがその下端部において回動自在に連結された状態で、移動部材１０６、及び保持部材１０９の上端部同士が近接した位置を「近接位置」と記し、この「近接位置」に対し、その上端部同士が離隔した位置を「離隔位置」と記す。

一対の蓋部１６１は、移動部本体６０の切欠き６７を除いた収容溝６３ａの両端部を覆う一対の覆い部１６８と、各覆い部１６８の両端から移動部本体６０に向かって板状に突出して形成されるとともに互いに対向する各一対の対向板部１６９と、を備えている。

複数の第２コイルばね１６３は、一端部が蓋部１６１の対向板部１６９に固定され、他端部が移動部本体６０に固定されて、蓋部１６１を移動部本体６０に向かって付勢する。

このような移動部材１０６は、ギア部材８を移動部本体６０の上方から近付けて、ギア部材８の伝達軸８２を収容溝６３ａに収容し、伝達ギア８１を切欠き６７に収容し、蓋部６１を伝達軸８２の上から被せる。そして、第２コイルばね１６３の一端部を蓋部１６１の対向板部１６９に固定し、他端部を移動部本体６０に固定する。こうして、第２コイルばね１６３は、蓋部１６１を移動部本体６０に向かって付勢して、ギア部材８、即ち伝達軸８２及び、伝達ギア８１が移動部材１０６に回転自在に保持される。

第１コイルばね１１０は、その一端部が保持部材１０９の一方の挟持部１０９Ａに固定され、その他端部が移動部材１０６に固定されて、保持部材１０９を移動部材１０６に対して近接位置に向かって付勢する。

リンク部材１１１は、図６、図８などに示すように、互いの間に伝達ギア８１を挟むとともに、収容部６３の切欠部６７内に収容される一対のアーム部１１６と、一対のアーム部１１６の基端側（他端側）を連結する筒部１１７と、を有してコ字状に形成されている。各アーム部１１６の他端部１１７ａは、筒部１１７の両端部に一体に固定されている。各アーム部１１６には、筒部１１７から離れた一端部１１６ａに左右方向Ｘに貫通して、伝達軸８２を挿通させる挿通孔が形成される。筒部１１７には、左右方向に貫通した貫通孔１１７ａが形成されている。リンク部材１１１の一端部１１６ａに形成されたアーム１１６の挿通孔に、伝達軸８２が挿通されることにより、一対のアーム部１１６間に、伝達ギア８１が挟まれて、リンク部材１１１は、その一端部１１６ａが駆動手段７の伝達軸８２に回動自在に連結（軸支）される。また、リンク部材１１１は、その他端側に設けられた筒部１１７が、保持部材１０９に設けられた一対の連結受け部１９０間に位置付けられ、筒部１１７の貫通孔１１７ａ及び、連結受け部１９０の貫通孔１９０ａに、ピン（図示しない）が挿通されることにより、その他端側が保持部材１０９に回動自在に連結（軸支）される。

次に、ＨＵＤ装置１０１におけるコンバイナ３が突没方向Ｚに対して傾倒する動作、即ち、コンバイナ３の角度が変更する際の動作を図７、図８を参照して説明する。図７（Ａ）、図８（Ａ）に示すように、コンバイナ３が没入位置から、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）に示すように、コンバイナ３が突出位置に移動され、保持部材１０９が移動部材１０６に対して近接位置に位置付けられた状態で、さらに駆動手段７のモータ７０が駆動する。この際、移動部材１０６の転動ローラ６２Ｂが案内溝７７の規制部に当接して、移動部材１０６の移動部本体６０のみの突出方向への移動が規制される。図７（Ｃ）、図８（Ｃ）に示すように、さらなるモータ７０の駆動に伴って、伝達ギア８１が送りねじ７１に転動し、これに伴って蓋部１６１が、伝達ギア８１及び、伝達軸８２とともに、第２コイルばね１６３の付勢力に抗して移動部本体６０との離隔距離を大きくするように上方に移動する。伝達軸８２とともにリンク部材１１１の一端側１１６ａがさらに上方に移動され、リンク部材１１１の他端側１１７ａが、リンク部材１１１の他端側１１７ａに連結された保持部材１０９を第１コイルばね１１０の付勢力に抗して押し出して、保持部材１０９が離隔位置に回動されることにより、保持部材１０９が移動部材１０６から離れる方向に傾倒するから、保持部材１０９に保持されたコンバイナ３が傾倒される。こうして、コンバイナ３の角度が変更される。

このようなＨＵＤ装置１０１によれば、第１の実施形態のＨＵＤ装置１に保持部材１０９及びリンク部材１１１を追加する容易な構成で、コンバイナ（反射板）３の角度の変更を実現できる。これにより、視点の高いドライバから視点の低いドライバに亘る、全てのドライバの視点の高さに対応した表示像を提供することができる。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１、１０１ＨＵＤ装置（車両用表示装置）
２ベース
３コンバイナ（反射板）
６、１０６移動部材
７駆動手段
６０移動部本体
６１、１６１蓋部
７０モータ
７１送りねじ
８１伝達ギア
８２伝達軸
８３（一対の）ラックギア
１０９保持部材
１１１リンク部材
１１６ａ一端側
１１７ａ他端側
１６３付勢手段（第２コイルばね）

Claims

車両に取り付けられるベースと、
反射板と、
該反射板に表示画像を投影する投影手段と、
前記反射板に連結されて、前記反射板を前記ベースから上方へ突出可能かつ前記ベースに没入可能に移動させる移動部材と、
前記ベースに設けられて前記移動部材を突没移動させる駆動手段と、を備え、前記反射板を突没方向に直線的に移動させる車両用表示装置であって、
前記駆動手段は、モータと、
該モータの駆動力で回転する送りねじと、
該送りねじに歯合して、前記移動部材の突没移動方向である前記送りねじの軸方向に沿って転動される伝達ギアと、
前記移動部材に回転自在に保持されるとともに、前記伝達ギアを回転不能に軸支する伝達軸と、
該伝達軸の両端部に回転不能に設けられて、前記伝達ギアと連動して回転される一対のラックギアと、
該一対のラックギアの各々に設けられた複数の歯に歯合する複数の歯を有し、前記移動部材の突没移動方向に直交する方向に間隔をあけて設けられた一対のラックと、を備えたことを特徴とする車両用表示装置。
前記反射板の下端部を保持する保持部材と、
一端側が前記伝達軸とともに突没移動されるように回動自在に連結されるとともに他端側が前記保持部材に回動自在に連結されるリンク部材と、をさらに備え、
前記移動部材は、移動部本体と、該移動部本体との間に前記伝達軸を挟んで保持する蓋部と、該蓋部を前記移動部本体に向かって付勢する付勢手段と、を備え、
前記保持部材は、前記移動部本体に近接した近接位置と、前記移動部本体から離隔した離隔位置とに、前記移動部本体に回動自在に連結され、
前記モータの駆動に伴って、前記保持部材が前記移動部本体の近接位置に位置付けられた状態で前記移動部本体とともに突出方向側に移動され、前記保持部材に保持された前記反射板が前記ベースから突出した突出位置で、前記移動部本体の移動が規制され、前記モータがさらに駆動して前記付勢手段の付勢力に抗しつつ前記伝達軸とともに前記リンク部材の前記一端側を突出方向側にさらに移動させることで、前記保持部材が前記リンク部材の他端側によって押し出されて前記移動部本体に対して前記近接位置から前記離隔位置に向かって回動されることを特徴とする請求項１記載の車両用表示装置。