JP6670445B2 - In-vehicle projector - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載され、表示像を投影するための反射部材を備えた車載投影装置に関する。 The present invention relates to an on-vehicle projection device mounted on a vehicle and provided with a reflection member for projecting a display image.
従来の車載投影装置として、例えば特許文献1に記載のものが知られている。この車載投影装置は、ヘッドアップディスプレイ装置として、出射部が形成されたハウジング(筐体)に例えば光源や液晶パネルを有する表示ユニット(表示手段)とミラーからなる反射部を有する反射ユニット(反射手段)を収容し、表示ユニットの表示光(表示像)を反射ユニットを通じて反射させると共に出射部を通じて所定の照射部材、自動車のウインドシールドに照射して投影表示を行う。
2. Description of the Related Art As a conventional in-vehicle projection device, for example, the one described in
反射ユニットは、ホルダを通じて保持され、照射部材たるウインドシールドに照射される表示像の位置を移動させて位置調整を行えるよう、所定の回転軸線を中心として回動可能に設けられている。この際、ホルダには、回転軸線に沿って周囲に突出する一対の軸部(回転軸)が設けられ、一方、ハウジング側にはこれら一対の軸部を支持する一対の軸受け部が設けられ、これら軸部を軸受け部で軸受け保持することでホルダを通じて保持した反射ユニットを回動可能に構成している。 The reflection unit is held through a holder, and is provided rotatably about a predetermined rotation axis so that the position of a display image irradiated on a windshield as an irradiation member can be adjusted by moving the position. At this time, the holder is provided with a pair of shaft portions (rotation shafts) projecting around along the rotation axis, while the housing side is provided with a pair of bearing portions for supporting the pair of shaft portions. The reflection unit held through the holder is rotatable by holding these shafts in bearings.
これら車載投影装置は、大きな表示画面が求められることもあり、これにともなって反射ユニットも大型化してしまう傾向にある。反射ユニットが大型化する場合、上記反射ユニットの軸部と軸受け部との摩擦抵抗も大きくなるため、スムーズな回動が得られないという問題があった。特に、車載投影装置は、走行に伴う振動や熱影響があっても、異音を発生せずに滑らかに反射部を回動させることが望まれている。 These on-vehicle projectors sometimes require a large display screen, and accordingly, the size of the reflection unit tends to increase. When the size of the reflection unit is increased, the frictional resistance between the shaft portion and the bearing portion of the reflection unit is increased, so that there is a problem that smooth rotation cannot be obtained. In particular, it is desired that the in-vehicle projection device smoothly rotate the reflecting portion without generating abnormal noise even if there is a vibration or a thermal effect accompanying the traveling.
例えば、車両の走行にともなう振動によって、反射部や軸受け部分が振動してしまい、異音が発生したり、滑らかな回動ができないなどの虞があった。 For example, the reflection part and the bearing part vibrate due to the vibration accompanying the traveling of the vehicle, and there is a possibility that an abnormal noise is generated or a smooth rotation cannot be performed.
そこで本発明の目的は、上述した課題に着目し、反射ユニットからの異音が発生することを防止した車載投影装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an on-vehicle projection device that focuses on the above-described problem and prevents generation of abnormal noise from a reflection unit.
本発明の車載投影装置は、
出射部が形成された筐体に、
表示光を出力する表示手段と、
前記表示光を前記出射部側へ反射する反射部と前記反射部の両端側に突出する一対の回転軸とを設ける反射手段と、
前記一対の回転軸の一方側に、前記回転軸を回転させることによって前記反射部による反射角度を調整する駆動手段と、
前記一対の回転軸の両側に、前記回転軸が挿通される内輪と前記筐体側に保持される外輪とを有する転がり軸受と、
を備え、
前記転がり軸受は、カバーの内側に内輪及び外輪とボールとが潤滑する潤滑剤を有し、
前記潤滑剤は、摂氏40度の雰囲気温度において16センチストークス以上の粘性を有し、
前記回転軸は、前記転がり軸受の前記内輪に対して圧入されて組み付けられることを特徴とする。
The vehicle-mounted projection device according to the present invention includes:
In the housing where the emission part is formed,
Display means for outputting display light,
Reflecting means for providing a reflecting portion for reflecting the display light to the emitting portion side and a pair of rotating shafts protruding at both ends of the reflecting portion,
On one side of the pair of rotation shafts, a driving unit that adjusts a reflection angle by the reflection unit by rotating the rotation shaft,
On both sides of the pair of rotating shafts, a rolling bearing having an inner ring through which the rotating shaft is inserted and an outer ring held on the housing side,
With
The rolling bearing has a lubricant that lubricates the inner ring and the outer ring and the ball inside the cover,
The lubricant has a viscosity of 16 centistokes or more at an ambient temperature of 40 degrees Celsius,
The rotary shaft is press-fitted into the inner race of the rolling bearing and assembled.
また、前記回転軸と前記転がり軸受の前記内輪とが接する箇所において、
前記回転軸の外径は、前記組み付け前の前記内輪の孔の口径よりも5〜18マイクロメートル大きく寸法設定されることを特徴とする。
Further, at a position where the rotating shaft and the inner ring of the rolling bearing are in contact with each other,
The outer diameter of the rotating shaft is set to be larger by 5 to 18 micrometers than the diameter of the hole of the inner ring before the assembly.
また、前記転がり軸受が収まる開口を有するベアリング保持部を更に備え、 Further, a bearing holding portion having an opening in which the rolling bearing fits is further provided,
前記転がり軸受は、前記開口に対して、前記反射手段がある方向へ向かって収められ、The rolling bearing is housed in the opening in a direction in which the reflection unit is located,
前記開口は、前記転がり軸受の位置を定める壁部を有し、The opening has a wall that defines a position of the rolling bearing,
前記壁部は、前記ベアリングを反射手段から望めるような窓部を有し、The wall has a window such that the bearing can be viewed from the reflecting means,
前記回転軸は、前記ベアリングを圧入する際に回転軸を固定するフランジ部を有し、The rotating shaft has a flange portion for fixing the rotating shaft when press-fitting the bearing,
前記フランジ部と壁部は、前記窓部を狭めるように伸びていることを特徴とする。The flange portion and the wall portion extend so as to narrow the window portion.
また、前記回転軸のうち、前記反射手段と前記駆動手段の間にある一方の回転軸には、複数の転がり軸受が設けられていることを特徴とする。 Also, a plurality of rolling bearings are provided on one of the rotating shafts between the reflecting means and the driving means.
本発明は、反射ユニットからの異音が発生することを防止した車載投影装置となる。 The present invention provides an in-vehicle projection device that prevents generation of abnormal noise from a reflection unit.
以下、本発明の車載投影装置を、車両のウインドシールドに表示像を投影するヘッドアップディスプレイ装置に適用した実施形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the vehicle-mounted projection device of the present invention is applied to a head-up display device that projects a display image on a windshield of a vehicle will be described with reference to the drawings.
図1において、本実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置(車載投影装置)Aは、例えば自動車に搭載されるもので、ハウジング(筐体)1と、表示ユニット(表示手段)2と、バックライトユニット3と、平面鏡4と、反射ユニット(反射手段)5と、アクチュエータ(駆動手段)6とを備えており、表示ユニット2及びバックライトユニット3を通じて生成され、平面鏡4と反射ユニット5とを通じて反射される表示光(表示像)Lを車両のウインドシールド(風防ガラス)7に照射して表示を行うもので、表示内容としては例えば各種車両情報やナビゲーション(経路案内)情報等があげられる。
1, a head-up display device (vehicle-mounted projection device) A according to the present embodiment is mounted on, for example, an automobile, and includes a housing (housing) 1, a display unit (display means) 2, and a backlight unit 3. , A plane mirror 4, a reflection unit (reflection unit) 5, and an actuator (drive unit) 6, generated through the display unit 2 and the backlight unit 3 and reflected through the plane mirror 4 and the
ハウジング1は、例えば黒色の合成樹脂からなり、表示ユニット2、バックライトユニット3、平面鏡4、反射ユニット5、アクチュエータ6とを内部に収容する他、ウインドシールド7に対向する側には、表示光Lをウインドシールド7に向けて出射させる出射部8が形成され、この出射部8は透光性カバー9にて覆われている。なお、ハウジングとして、熱変形や放熱を考慮してアルミ等の金属材料からなる箇所を組み合わせて各部品の収容空間を形成することもできる。また、各ユニット毎に囲われた筐体を組み合わせてハウジングとすることもできる。
The
表示ユニット2は、バックライトユニット3からの光を受けて表示像(表示光)Lを形成する例えば液晶表示パネルからなる表示素子を含み、ハウジング1に固定配置されている。
The display unit 2 includes a display element formed of, for example, a liquid crystal display panel that forms a display image (display light) L by receiving light from the backlight unit 3 and is fixed to the
バックライトユニット3は、光源基板、光源、レンズ部材、ケース等を含み、表示ユニット2の背後に位置してハウジング1に取り付け固定されている。
The backlight unit 3 includes a light source substrate, a light source, a lens member, a case, and the like, and is attached to and fixed to the
平面鏡4は、表示ユニット2からの表示光Lを反射ユニット5に向けて反射する。
The plane mirror 4 reflects the display light L from the display unit 2 toward the
反射ユニット5は、平面鏡4を通じて入射する表示光(表示像)Lを出射部8に向けて反射するとともに、アクチュエータ6の作動に伴い、後述する回転軸を中心として回動可能に構成される。反射ユニット5を通じて反射された表示光Lは、出射部8に設けられた透光性カバー9を透過してウインドシールド7上に照射され、虚像となって乗員Pに視認される。
The
アクチュエータ6は、例えば、ステッピングモータからなり、複数のギアを通じて反射ユニット5の回転軸521と連結された状態でハウジング1に取り付け固定されている。
The actuator 6 includes, for example, a stepping motor, and is fixed to the
次に、図2乃至図5に基づいて反射ユニット5を説明する。反射ユニット5は、反射部51と、ホルダ52と、支持部53とを有する。
Next, the
反射部51は、例えば、合成樹脂材料からなる基材の表面に蒸着等の手段により反射膜を形成した凹面鏡からなる。反射部51の反射面は、ウインドシールド7の形状に対応した曲面を有し、乗員Pから見える虚像の歪みを補正する作用も有する。
The
ホルダ52は、例えば、黒色の金属材料からなり、両端側に突出する回転軸521や反射部51を載せる載置台522が形成される。この場合、反射部51は、両面テープなどで載置台522に固定される。また、回転軸521の両側には、回転軸521を挿通して軸支するボールベアリング(転がり軸受)54と、このボールベアリング54をハウジング1の所定位置に保持するベアリング保持部55とを設けている。
The
支持部53は、ボールベアリング54と、ベアリング保持部55とからなり、予めこれらを組み付けてから回転軸521に挿通され、さらにハウジング1に保持される。支持部53によって、ハウジング1に対して反射部51を回転可能に軸支できる。この場合、支持部53は、同様のものが3つ用意される。
The
ボールベアリング54は、円筒状の外輪541と、この外輪541の内側に設けられ回転軸521を挿通する孔部を有する内輪542と、外輪541と内輪542との間に介在して円滑な回転を促すボール543と、内輪542と外輪541との隙間を覆うように外輪541に嵌め込まれて設けられるカバー544と、カバー544の内側に内輪542及び外輪541とボール543とが潤滑する潤滑剤545と、を備えている。
The
ベアリング保持部55は、ボールベアリング54の外輪541が嵌まって収まる開口551と、この外輪541の組み付け位置を規定する壁部552と、ハウジング1の所定箇所にボルト56を用いて保持するための穴部553とを備えている。
The
ベアリング保持部55は、ボールベアリング54が開口551に圧入されて、これを保持できる。この際、ボールベアリング54は、外輪541が開口551の開口側から、図示しない圧入用治具によって押圧されて挿入され、壁部552に当接する位置まで圧入される。また、この圧入用治具及び壁部552は、外輪541に当たり、内輪542に当たらないような形状、及び組み付け方法が適用され、内輪542に押圧力が加わりボール543が外れたり傷つくなどのボールベアリング54の不具合を防止する。
The
ボールベアリング54を収納保持したベアリング保持部55は、ボールベアリング54の内輪542が回転軸521に挿通しながら圧入されて組み付けられる。
The
このボールベアリング54を収納保持したベアリング保持部55は、同様のものが反射部51の両側の回転軸521に挿通されて設けられ、アクチュエータ6側の回転軸521には、さらにもう一つのベアリング保持部55が設けられる。従って、ベアリング保持部55は、アクチュエータ6と反射部51との間に複数設けられることになり、反射部51(反射部51両脇のボールベアリング54間)での振動をアクチュエータ6側に伝えにくくしている。
The same
アクチュエータ6は、図5に示すように、モータ61や複数のギア62を備えており、モータ61の回動がギア62を介して回転軸521に伝わるようにしている。ギア62の一つは、回転軸521において複数のベアリング保持部55のさらに端部側(外側)に嵌合して設けられ、回転軸521とともに回動する。さらにモータ61の回動がこのギア62に減速して伝わるように他のギア62が用意される。
As shown in FIG. 5, the actuator 6 includes a
これら構成によって、反射部51の大型化にともなって両端側のボールベアリング54による軸支間の距離が長く、車両の振動に応じて共振するなどして載置台522が撓み易くなった場合であっても、上述したようにアクチュエータ6と反射部51との間に複数のボールベアリング54を設けることで、回転軸521の変形を抑止し、振動がギア62側へ伝わることを抑制できる。これにより、例えば、ギア同士が当たって打音が発生してしまうなどの不具合を防止できる。また、走行中であっても、モータ61の駆動力をきちんと回転軸521に伝えることができるため、反射部51を滑らかに回動できる。
With these configurations, the distance between the bearings of the
次に、ボールベアリング54を収納保持したベアリング保持部55を、回転軸521へ組み付けることに関して説明する。図6,図7に示すように、ベアリング保持部55は、圧入用治具B,Cを用いてボールベアリング54の内輪542及びフランジ部521aを挟むようにして、ボールベアリング54の内輪542が回転軸521に挿通しながら圧入されて組み付けられる。なお、回転軸521の外径D1は、ボールベアリング54の内輪542の孔の口径D2よりも大きく寸法設計されており、圧入用治具B,Cの挟み込みにより、内輪542の孔を押し広げるようにして回転軸521に圧入される。この場合回転軸521の外径D1は、挿入前の内輪542の口径D2よりも5〜18マイクロメートル大きく寸法設定される。
Next, assembling the
また、図7の組み付け状態においては、上述したように内輪542が組み付け前よりも外側に変形するため、内輪542とボール543との距離や、外輪541とボール543との距離を狭めることができる。このため、車両の走行等による振動があっても、ボールベアリング54によるガタつきを低減できる。さらに、アクチュエータ6の駆動によって回転軸521とともに内輪542が回動できる程度に、ボール543を押し潰されるように回転軸521の外径を寸法設計することもでき、この場合、さらにガタつきを防止できる。
Further, in the assembled state of FIG. 7, as described above, the
また、ボールベアリング54内の潤滑剤545は、粘性の高いもの程、ボール543のガタつき音を低減できる。この場合、潤滑剤545は、車両用のヘッドアップディスプレイ装置Aの実装環境に基づいて、摂氏40度の温度雰囲気において16センチストークス以上の粘性のものが好適であり、例えば、リチウム石鹸系グリスや、ウレアグリス、フッ素グリス、導電性グリス等を適用できる。
The higher the viscosity of the
また、組み付け状態において、壁部552は、窓部554とフランジ部521aとの隙間を狭めるように延びており、仮に、カバー544に不具合が生じるなどしても、この壁部552やフランジ部521aによって、潤滑剤545が、反射部51側へ飛散することを防止できる。また、壁部552やフランジ部521aの構造は、組み付け後のエアーブロー工程においても、潤滑剤545が反射部51側へ飛散するのを妨げる構造となる。
Further, in the assembled state, the
斯かるヘッドアップディスプレイ装置Aは、
透光性カバー(出射部)9が形成されたハウジング(筐体)1に、
表示光Lを出力する表示ユニット(表示手段)2と、
表示光Lを透光性カバー9側へ反射する反射部51と反射部51の両端側に突出する一対の回転軸521とを設ける反射ユニット(反射手段)5と、
前記一対の回転軸521の一方側に、回転軸521を回転させることによって反射部51による反射角度を調整するアクチュエータ(駆動手段)6と、
前記一対の回転軸521の両側に、回転軸521が挿通される内輪542とハウジング1側に保持される外輪541とを有するボールベアリング(転がり軸受)54と、を備え、
回転軸521は、ボールベアリング54の内輪542に対して圧入されて組み付けられる。
Such a head-up display device A is
A housing (housing) 1 on which a light-transmitting cover (emission part) 9 is formed,
A display unit (display means) 2 for outputting display light L;
A reflecting unit (reflecting means) 5 including a reflecting
An actuator (driving unit) 6 that adjusts a reflection angle of the
Ball bearings (rolling bearings) 54 each having an
The
従って、反射部51が大型化しても、ボールベアリング54を用いて滑らかに回動させることができる。また、車両の走行時においても、ボールベアリング54と回転軸521との間から異音が発生しない構造となる。また、回転軸521を強固に軸支できるため、反射部51や載置台522、アクチュエータ6等の振動も抑止できるため、他の部品からの異音の発生も低減できる。また、アクチュエータ6によってガタつきなく反射部51の滑らかに回動できる。
Therefore, even if the
また、回転軸521とボールベアリング54の内輪542とが接する箇所において、回転軸521の外径D1は、前記組み付け前の内輪542の孔の口径D2よりも大きく寸法設定される。従って、内輪542を変形することで、ボールベアリング54内の各部品の隙間を低減し、ボールベアリング54の内部から発せられる異音を防止できる。
Further, at a position where the
なお、本発明のヘッドアップディスプレイ装置Aを上述した実施の形態の構成にて例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良、並びに表示の変更が可能なことは勿論である。例えば、上述実施の形態にあっては、バックライトユニット3の照射光を利用して表示像を形成する液晶パネルを用いるものを例に挙げて説明したが、照明光としてレーザー光を走査させて適用したり、DMD(デジタルミラーデバイス)を利用したプロジェクタ方式を適用することもでき、上記ミラーユニットを組み合わせることで、上述実施の形態と同様の効果を得ることができる。 Although the head-up display device A of the present invention has been described as an example in the configuration of the above-described embodiment, the present invention is not limited to this. It goes without saying that various improvements and display changes are possible without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which a liquid crystal panel that forms a display image using irradiation light of the backlight unit 3 is described as an example. Alternatively, a projector system using a DMD (Digital Mirror Device) can be applied. By combining the mirror units, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関して、例えば、自動車やオートバイ、あるいは農業機械や建設機械を備えた移動体に搭載される車両情報やターンバイターン表示等の道路情報などの車載表示装置として好適である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for a head-up display device, for example, as an on-vehicle display device for vehicle information or road information such as turn-by-turn display mounted on a moving object equipped with an automobile or a motorcycle or an agricultural machine or a construction machine. is there.
A ヘッドアップディスプレイ装置(車載投影装置)
D1 外径
D2 口径
1 ハウジング(筐体)
2 表示ユニット(表示手段)
3 バックライトユニット
4 平面鏡
5 反射ユニット(反射手段)
51 反射部
52 ホルダ
521 回転軸
53 支持部
54 ボールベアリング(転がり軸受)
541 外輪
542 内輪
543 ボール
544 カバー
545 潤滑剤
55 ベアリング保持部
551 開口
552 壁部
553 穴部
554 窓部
6 アクチュエータ(駆動手段)
7 ウインドシールド
8 出射部
9 透光性カバー(出射部)
A. Head-up display device (vehicle projection device)
D1 Outer
2 Display unit (display means)
3 backlight unit 4
51
541
7 Windshield 8 Emission part 9 Translucent cover (Emission part)
Claims (4)
表示光を出力する表示手段と、
前記表示光を前記出射部側へ反射する反射部と前記反射部の両端側に突出する一対の回転軸とを設ける反射手段と、
前記一対の回転軸の一方側に、前記回転軸を回転させることによって前記反射部による反射角度を調整する駆動手段と、
前記一対の回転軸の両側に、前記回転軸が挿通される内輪と前記筐体側に保持される外輪とを有する転がり軸受と、
を備え、
前記転がり軸受は、カバーの内側に内輪及び外輪とボールとが潤滑する潤滑剤を有し、
前記潤滑剤は、摂氏40度の雰囲気温度において16センチストークス以上の粘性を有し、
前記回転軸は、前記転がり軸受の前記内輪に対して圧入されて組み付けられることを特徴とする車載投影装置。 In the housing where the emission part is formed,
Display means for outputting display light,
Reflecting means for providing a reflecting portion for reflecting the display light to the emitting portion side and a pair of rotating shafts protruding at both ends of the reflecting portion,
On one side of the pair of rotation shafts, a driving unit that adjusts a reflection angle by the reflection unit by rotating the rotation shaft,
On both sides of the pair of rotating shafts, a rolling bearing having an inner ring through which the rotating shaft is inserted and an outer ring held on the housing side,
With
The rolling bearing has a lubricant that lubricates the inner ring and the outer ring and the ball inside the cover,
The lubricant has a viscosity of 16 centistokes or more at an ambient temperature of 40 degrees Celsius,
The on-vehicle projection device, wherein the rotating shaft is press-fitted into the inner ring of the rolling bearing and assembled.
前記回転軸の外径は、前記組み付け前の前記内輪の孔の口径よりも5〜18マイクロメートル大きく寸法設定されることを特徴とする請求項1に記載の車載投影装置。 At a position where the rotating shaft and the inner ring of the rolling bearing are in contact with each other,
2. The vehicle-mounted projection device according to claim 1, wherein an outer diameter of the rotation shaft is set to be 5 to 18 μm larger than a diameter of a hole of the inner race before the assembly.
前記転がり軸受は、前記開口に対して、前記反射手段がある方向へ向かって収められ、The rolling bearing is housed in the opening in a direction in which the reflection unit is located,
前記開口は、前記転がり軸受の位置を定める壁部を有し、The opening has a wall that defines a position of the rolling bearing,
前記壁部は、前記ベアリングを反射手段から望めるような窓部を有し、The wall has a window such that the bearing can be viewed from the reflecting means,
前記回転軸は、前記ベアリングを圧入する際に回転軸を固定するフランジ部を有し、The rotating shaft has a flange portion for fixing the rotating shaft when press-fitting the bearing,
前記フランジ部と壁部は、前記窓部を狭めるように伸びているThe flange and the wall extend to narrow the window.
ことを特徴とする請求項1に記載の車載投影装置。The vehicle-mounted projection device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の車載投影装置。The vehicle-mounted projection device according to claim 1, wherein:
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