JP6817136B2

JP6817136B2 - 車両用表示装置

Info

Publication number: JP6817136B2
Application number: JP2017086172A
Authority: JP
Inventors: 吉寿山田
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2017-04-25
Filing date: 2017-04-25
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-04-25
Also published as: JP2018184061A

Description

本発明は、車両用表示装置に関する。

従来、移動可能な可動体を有する車両用表示装置がある。特許文献１には、ディスプレイ上に配置された表示仕切り部材と、表示仕切り部材に歯車を介して連結されたモータを所定の速度およびトルクで駆動させる移動制御手段とを備えた車両用表示装置の技術が開示されている。

特開２００７−１３７２６１号公報

ここで、可動体を移動させる際の振動を抑制することについて、なお改良の余地がある。例えば、可動範囲の端部においてストッパ等によって可動体を係止する場合に、可動体の跳ね返りが生じることで振動が発生することがある。振動を抑制しつつ可動体を所望の位置まで移動させられることが望ましい。

本発明の目的は、振動を抑制しつつ可動体を所望の位置まで移動させることができる車両用表示装置を提供することである。

本発明の車両用表示装置は、内部に情報が表示される収容部と、前記収容部の内部に配置され、予め定められた可動範囲内を直線方向に移動可能な可動体と、ステッピングモーターと、前記ステッピングモーターの動力を前記可動体に伝達して前記可動体を移動させる動力伝達装置と、前記ステッピングモーターを制御する駆動制御装置と、前記可動体に連結された被係止部と、前記可動範囲の端部において前記被係止部を係止するストッパ部と、前記ステッピングモーターと前記被係止部との間の動力伝達経路に設けられ、伝達する動力の大きさに応じて空転するスリップ機構と、を備え、前記駆動制御装置は、マイクロステップによって前記ステッピングモーターを駆動して前記可動体を前記可動範囲内で移動させ、かつ前記被係止部が前記ストッパ部によって係止されるときに、前記ステッピングモーターの動力を増加させることを特徴とする。

本発明に係る車両用表示装置は、内部に情報が表示される収容部と、収容部の内部に配置され、予め定められた可動範囲内を直線方向に移動可能な可動体と、ステッピングモーターと、ステッピングモーターの動力を可動体に伝達して可動体を移動させる動力伝達装置と、ステッピングモーターを制御する駆動制御装置と、可動体に連結された被係止部と、可動範囲の端部において被係止部を係止するストッパ部と、ステッピングモーターと被係止部との間の動力伝達経路に設けられ、伝達する動力の大きさに応じて空転するスリップ機構と、を備える。

駆動制御装置は、マイクロステップによってステッピングモーターを駆動して可動体を可動範囲内で移動させ、かつ被係止部がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーターの動力を増加させる。本発明に係る車両用表示装置によれば、被係止部がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーターの動力が増加する。これにより、スリップ機構をより確実にスリップ状態とすることで、振動を抑制しつつ可動体を所望の位置まで移動させることができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る車両用表示装置の斜視図である。図２は、実施形態に係る車両用表示装置の内部の斜視図である。図３は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造の側面図であり、起立位置にある可動体を示す図である。図４は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造の側面図であり、傾倒位置にある可動体を示す図である。図５は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造の側面図であり、可動体の移動の様子を示す図である。図６は、実施形態に係る可動体の分解斜視図である。図７は、実施形態に係る運動方向変換部材の分解斜視図である。図８は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造を背面側から見た斜視図である。図９は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造を背面側から見た他の斜視図である。図１０は、実施形態のスリップ機構を示す図である。図１１は、実施形態に係るガイド装置の斜視図である。図１２は、実施形態に係るガイド装置の他の斜視図である。図１３は、実施形態に係る第２駆動装置を正面側から見た分解斜視図である。図１４は、実施形態に係る第２駆動装置を背面側から見た分解斜視図である。図１５は、可動体の第１固定位置および第２固定位置を示す正面図である。図１６は、可動体の相対変位に係る構造の分解斜視図である。図１７は、実施形態に係る車両用表示装置のブロック図である。図１８は、フルステップの電圧指令値を示す図である。図１９は、マイクロステップの電圧指令値を示す図である。図２０は、制御周波数とステッピングモーターの出力トルクとの関係を示す図である。図２１は、可動体の傾倒動作におけるステッピングモーターの動作を示す図である。図２２は、実施形態の車両用表示装置の動作を示すフローチャートである。図２３は、駆動方式の切換えに係るタイムチャートである。図２４は、駆動方式の切換えに伴う合成磁界の推移を示す図である。図２５は、駆動方式の切換えに係る他のタイムチャートである。図２６は、駆動方式の切換えに伴う合成磁界の推移を示す他の図である。図２７は、駆動方式の切換えに係る更に他のタイムチャートである。図２８は、駆動方式の切換えに伴う合成磁界の推移を示す更に他の図である。図２９は、ハーフステップへの切換えに係るタイムチャートである。図３０は、ハーフステップへの切換えに伴う合成磁界の推移を示す図である。図３１は、実施形態の第２変形例に係る車両用表示装置の内部の正面図である。

以下に、本発明の実施形態に係る車両用表示装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
図１から図３０を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両用表示装置に関する。図１は、実施形態に係る車両用表示装置の斜視図、図２は、実施形態に係る車両用表示装置の内部の斜視図、図３は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造の側面図であり、起立位置にある可動体を示す図、図４は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造の側面図であり、傾倒位置にある可動体を示す図、図５は、実施形態に係る車両用表示装置の内部構造の側面図であり、可動体の移動の様子を示す図である。

車両用表示装置１は、車室内の所定位置（例えばインスツルメントパネル内やダッシュボード上）に配置される。この例示では、運転者の眼前にあるインスツルメントパネルに車両用表示装置１の収容部１０１が収容されている。

この例示の車両用表示装置１は、図１から図５に示すように、少なくとも２つの固定位置の間で変位可能な可動体１０を備える。２つの固定位置とは、図３に示す起立位置Ｐ１（図１および図２の実線）と図４に示す傾倒位置Ｐ２（図１および図２の二点鎖線）である。起立位置Ｐ１とは、フレーム１１の内方領域１１ａが車室内の利用者側を向くように可動体１０を変位させた固定位置のことである。起立位置Ｐ１では、内方領域１１ａを車両後方（車室内の利用者側）に向けるべく、フレーム１１が車両上下方向に立っている。この例示では、起立位置Ｐ１にあるフレーム１１では、車両上方側の部分が車両下方側の部分よりも僅かに車両前方側に向けて傾いている。

傾倒位置Ｐ２とは、車両前方側への傾きを起立位置Ｐ１よりも更に大きくしてフレーム１１（内方領域１１ａ）を寝かせた固定位置である。傾倒位置Ｐ２では、内方領域１１ａを車両上方に向けるべく、フレーム１１が寝ている。この例示では、傾倒位置Ｐ２にあるフレーム１１では、車両前方側の部分が車両後方側の部分よりも僅かに車両上方側に持ち上がっている。

本実施形態では、傾倒位置Ｐ２は、起立位置Ｐ１に対して車両後方側かつ車両下方側の位置である。可動体１０は、図５に示すように、起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２へ向かうに連れて車両上下方向に対するフレーム１１の傾斜角が徐々に増えていく。また、可動体１０は、傾倒位置Ｐ２から起立位置Ｐ１へ向かうに連れて車両上下方向に対するフレーム１１の傾斜角が徐々に減っていく。なお、図５における符号Ｐｈは、起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間の変位途中における可動体１０の或る位置を示している。以下に詳しく説明するように、本実施形態の可動体１０は、予め定められた可動範囲内を直線方向（軸部材６１の軸線方向）に移動可能である。また、可動体１０は、直線方向に移動するに従って車両上下方向に対する傾斜角が変化していく傾倒動作や起立動作を行う。

図３、図４および図６に示すように、可動体１０は、円環状のフレーム１１と、フレーム１１の内方領域１１ａを塞ぐ閉塞部材１２と、フレーム１１と閉塞部材１２を保持するベース部材１３と、を備え、これらをネジ部材Ｂ等で一体化させたものである。

フレーム１１は、合成樹脂材料等で円環状に成形されており、その内方の円板状の空間が内方領域１１ａとなる。フレーム１１は、利用者の視認対象となる加飾部材として利用されるものである。フレーム１１は、少なくとも利用者が視認し得る位置に例えば金属調の加工が施されている。また、フレーム１１には、前面側（起立位置における車両後方側）でかつ内周面側に、周方向に等間隔で交互に配置された凹部１１ｂおよび凸部１１ｃが形成されている。

表示装置８０は、後述するように、フレーム１１の前面側（起立位置Ｐ１における車両後方側でかつ傾倒位置Ｐ２における車両上方側）に虚像を形成する。その虚像によって形成された表示対象情報は、恰も内方領域１１ａに表示されているかのように利用者に視認される。閉塞部材１２は、フレーム１１よりも背面側（起立位置Ｐ１における車両前方側でかつ傾倒位置Ｐ２における車両下方側）から内方領域１１ａを塞ぐ。閉塞部材１２は、フレーム１１よりも背面側の機構等を利用者側から覆い隠す。閉塞部材１２は、円板状の内方領域１１ａに合わせた形状となるように暗色の合成樹脂材料等で成形されている。閉塞部材１２は、その内方領域１１ａ側で車室内側に露出させている露出面部１２Ａを有する。

ベース部材１３は、閉塞部材１２の背面側（起立位置Ｐ１における車両前方側でかつ傾倒位置Ｐ２における車両下方側）に配置され、フレーム１１および閉塞部材１２と連結されている。ベース部材１３は、フレーム１１および閉塞部材１２の形状に合わせて、合成樹脂材料等で円板状に成形される。

以下においては、便宜上、可動体１０（フレーム１１、閉塞部材１２およびベース部材１３）の起立位置Ｐ１における車両後方側でかつ傾倒位置Ｐ２における車両上方側を「前面側」と称し、可動体１０の起立位置Ｐ１における車両前方側でかつ傾倒位置Ｐ２における車両下方側を「背面側」と称する。また、以下においては、可動体１０の起立位置Ｐ１における車両上方側でかつ傾倒位置Ｐ２における車両前方側を「上部」と称し、可動体１０の起立位置Ｐ１における車両下方側でかつ傾倒位置Ｐ２における車両後方側を「下部」と称する。

車両用表示装置１は、可動体１０を２点で保持している。車両用表示装置１は、可動体１０を２点で保持する保持部材１４を有する。図７に示すように、保持部材１４は、可動体１０の上部１０ａと下部１０ｂとの間でベース部材１３の背面側を覆うように成形および配置される。保持部材１４は、可動体１０の上部１０ａを保持する第１保持部１４ａと、可動体１０の下部１０ｂを保持する第２保持部１４ｂと、を有する。第２保持部１４ｂは、可動体１０の下部１０ｂ側から見て、車両左側と車両右側とに１つずつ設けられている。

保持部材１４において、第１保持部１４ａおよび第２保持部１４ｂに、各々車幅方向に延在させた第１回転軸１５Ａおよび第２回転軸１５Ｂが設けられている。第２回転軸１５Ｂは、第２保持部１４ｂ毎に設けられている。第１回転軸１５Ａは、第１保持部１４ａと一体になって軸周りに回転するものであってもよく、第１保持部１４ａに対して軸周りに相対回転するものであってもよい。また、第２回転軸１５Ｂは、第２保持部１４ｂと一体になって軸周りに回転するものであってもよく、第２保持部１４ｂに対して軸周りに相対回転するものであってもよい。保持部材１４は、例えば合成樹脂材料等で成形され、ネジ部材Ｂ等で可動体１０に一体化される。

車両用表示装置１は、図３から図５に示すように、可動体１０を変位させる駆動装置２０とガイド装置３０とを備える。駆動装置２０およびガイド装置３０は、骨格部材４１に取り付けられて支持されている（図８および図９）。駆動装置２０およびガイド装置３０は、図２に示すように、利用者から視認されないように第１カバー部材４２と第２カバー部材４３とで可能な限り覆い隠されている。骨格部材４１は、例えば金属材料によって成形されている。

骨格部材４１は、起立位置Ｐ１における可動体１０の背面側に配置された第１支持部４１ａと、起立位置Ｐ１における可動体１０の下部１０ｂ側で車幅方向に２つに分かれて配置された第２支持部４１ｂと、を有している。第１カバー部材４２および第２カバー部材４３の形状および配置は、可動体１０の変位にかかわらず、後述する半透明鏡８２越しにフレーム１１と表示対象情報のみが視認されるように定められることが望ましい。第１カバー部材４２には、起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間で可動体１０が変位した際に可動体１０の下部１０ｂが当接せぬよう第１切欠き４２ａが設けられている。また、この第１カバー部材４２には、後述するが如く可動体１０を車幅方向へと変位させる際に可動体１０の下部１０ｂが当接せぬよう第２切欠き４２ｂが設けられている。

駆動装置２０は、図３および図４に示すように、動力源としてのステッピングモーター（ステップモーター）２１と、動力伝達装置２２と、駆動制御装置２３とを備える。駆動装置２０は、ステッピングモーター２１の動力を可動体１０の起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間における変位動作時の駆動力として、保持部材１４の第１保持部１４ａに伝達する。第１保持部１４ａには、駆動力として、起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２に変位させる際の第１駆動力と、傾倒位置Ｐ２から起立位置Ｐ１に変位させる際の第２駆動力と、が伝達される。第１駆動力および第２駆動力は、それぞれ直線方向の駆動力である。第１駆動力と第２駆動力とは互いに逆方向である。駆動装置２０は、主に可動体１０の背面側でかつ骨格部材４１の背面側に配置される。駆動装置２０は、骨格部材４１の第１支持部４１ａに取り付けられる。

ステッピングモーター２１は、可動体１０を変位させるための駆動力の元となる動力を発生させる。ステッピングモーター２１は、駆動制御装置２３によって制御される。例えば、駆動制御装置２３は、可動体１０の変位後の目標位置に応じて、ステッピングモーター２１から出力させる動力を制御する。ステッピングモーター２１は、図８および図９に示すように、第１軸受体２４によって保持され、第１軸受体２４を介して第１支持部４１ａに取り付けられる。

動力伝達装置２２は、ステッピングモーター２１の動力が伝達された際に、起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間で可動体１０を変位させる。動力伝達装置２２は、ステッピングモーター２１から伝達された動力を直線方向の駆動力に変換して可動体１０に伝える。動力伝達装置２２は、第１軸受体２４によって保持され、第１軸受体２４を介して第１支持部４１ａに取り付けられる。動力伝達装置２２は、図５に示すように、第１動力伝達機構５０と第２動力伝達機構６０とを備える。

図８および図９に示すように、第１動力伝達機構５０は、第１歯車５１、第２歯車５２、および第３歯車５３を有する。第１動力伝達機構５０は、第１から第３の歯車５１〜５３を介してステッピングモーター２１の動力（出力トルク）を第２動力伝達機構６０に伝える。第１歯車５１および第３歯車５３は、平歯車である。図１０に示すように、第１歯車５１は、ステッピングモーター２１の出力軸２１ａに対して同心上に取り付けられ、ステッピングモーター２１の出力軸２１ａと一体になって回転する。

スリップ機構としての第２歯車５２は、回転軸５４に対して同心上に配置されている。回転軸５４は、ステッピングモーター２１の出力軸２１ａに対して間隔を空けかつ軸線を同一方向に向けて平行に配置されている。第２歯車５２は、所謂スリップギアであり、所定値を超えるトルクが作用すると空転する。第２歯車５２は、摩擦板ギア５２ａ、可動ギア５２ｂ、およびバネ５５を有する。摩擦板ギア５２ａは、回転軸５４と連結されており、回転軸５４と一体になって回転する。可動ギア５２ｂは、回転軸５４に対して相対回転可能である。可動ギア５２ｂは、例えば、軸受を介して回転軸５４に連結される。バネ５５の一端は、回転軸５４によって支持されている。バネ５５は、摩擦板ギア５２ａを可動ギア５２ｂに向けて軸方向に付勢する。摩擦板ギア５２ａにおいて、可動ギア５２ｂと接触する面は、トルクを伝達する摩擦面である。バネ５５の付勢力により、摩擦板ギア５２ａの摩擦面が可動ギア５２ｂに対して押圧される。この押圧力により、摩擦板ギア５２ａと可動ギア５２ｂとの間でトルクが伝達される。第２歯車５２は、摩擦板ギア５２ａと可動ギア５２ｂとの間で伝達されるトルクの大きさが所定値を超えると二つのギア５２ａ，５２ｂが相対回転してスリップするように構成されている。

摩擦板ギア５２ａは、第１歯車５１に噛み合っている。第３歯車５３は、可動ギア５２ｂと噛み合っている。第３歯車５３は、ステッピングモーター２１の出力軸２１ａや回転軸５４と平行な回転中心軸を有するものである。第１動力伝達機構５０は、回転軸５４および第３歯車５３の回転軸（後述する軸部材６１）を回転自在に保持する軸受を有する。それぞれの軸受、および第１から第３の歯車５１〜５３は、図９に示すように、第１軸受体２４の収容部２４ａに収容される。よって、第１動力伝達機構５０は、第１軸受体２４を介して骨格部材４１の第１支持部４１ａに取り付けられることになる。

第３歯車５３の回転中心軸には、軸部材６１が同心上に配置されている。第３歯車５３は、軸部材６１と一体になって回転する。従って、第１動力伝達機構５０では、ステッピングモーター２１の動力（出力トルク）が第１から第３の歯車５１〜５３を介して第２動力伝達機構６０の軸部材６１に伝達される。

第２動力伝達機構６０は、軸周りの回転トルクを軸線方向に沿った力に変換して伝える運動方向変換機構である。第２動力伝達機構６０は、図５、図８および図９に示すように、軸部材６１と、運動方向変換部材６２とを有する。運動方向変換部材６２は、軸部材６１の軸周りの回転に伴って軸部材６１上を軸線方向に沿って往復移動する。本実施形態の第２動力伝達機構６０は、所謂送りネジ機構である。

軸部材６１は、ステッピングモーター２１の出力軸２１ａおよび回転軸５４に対して間隔を空けかつ軸線を同一方向に向けて平行に配置されている。軸部材６１は、第３歯車５３の回転に連動して軸周りに回転する。つまり、軸部材６１は、ステッピングモーター２１の動力によって自らの軸周りに回転する。軸部材６１は、一方の端部側（第３歯車５３側）が収容部２４ａ内の軸受によって回転自在に保持されている。更に、軸部材６１の他方の端部側は、軸受２５によって回転自在に保持されている。軸受２５は、第２軸受体２６に収容され、第２軸受体２６を介して骨格部材４１の第１支持部４１ａに取り付けられる。よって、第２動力伝達機構６０は、第１および第２の軸受体２４，２６を介して第１支持部４１ａに取り付けられることになる。軸部材６１は、例えば金属材料で円柱状または円筒状に成形され、外周面上に軸線方向に沿って螺刻された溝部６１ａを有する。

運動方向変換部材６２は、図７に示すように、溝部６１ａに螺合させる雌ネジ部６２ａを有する。運動方向変換部材６２は、図５および図７に示すように、第１運動方向変換部材６２Ａおよび第２運動方向変換部材６２Ｂを有する。第１運動方向変換部材６２Ａは、例えば金属材料から成る雌ネジ部６２ａと合成樹脂材料とがインサート成形によって一体化されたものである。第１運動方向変換部材６２Ａは、骨格部材４１の第１支持部４１ａの背面側に配置される。第１運動方向変換部材６２Ａは、溝部６１ａと雌ネジ部６２ａとが螺合した状態で、軸部材６１に対して回転自在に保持されている。

第２運動方向変換部材６２Ｂは、合成樹脂材料で成形され、第１支持部４１ａの前面側に配置される。第２運動方向変換部材６２Ｂは、第１回転軸１５Ａを介して保持部材１４の第１保持部１４ａに対して回転自在に連結される。従って、可動体１０と第２運動方向変換部材６２Ｂとは、第１回転軸１５Ａを回転中心軸にして、互いに相対的な回動動作を行うことができる。

以下に説明するように、第１運動方向変換部材６２Ａと第２運動方向変換部材６２Ｂは、互いに一体化され、保持部材１４を介して可動体１０に連結される。図９に示すように、骨格部材４１の第１支持部４１ａは、壁部４１ｃを有する。壁部４１ｃは、車幅方向および軸部材６１の軸線の向きのそれぞれと平行な壁部である。第１支持部４１ａは、壁部４１ｃに形成されたスリット状の貫通孔４１ａ_１を有する。貫通孔４１ａ１は、軸部材６１の軸線と同じ向きに延在している。貫通孔４１ａ_１は、軸部材６１の軸線方向に沿った運動方向変換部材６２の可動範囲を規定する。貫通孔４１ａ_１の上端は、可動体１０の起立位置Ｐ１に対応している。貫通孔４１ａ_１の下端は、可動体１０の傾倒位置Ｐ２に対応している。

第１運動方向変換部材６２Ａと第２運動方向変換部材６２Ｂとは、貫通孔４１ａ_１を挟み込むように配置される。運動方向変換部材６２Ａ，６２Ｂは、貫通孔４１ａ_１の延在方向に沿って往復移動し得るように一体化される。図７に示すように、第２運動方向変換部材６２Ｂには、第１運動方向変換部材６２Ａに向けて突出する２本の円柱状または円筒状の軸部材６３が設けられている。２本の軸部材６３は、貫通孔４１ａ_１の延在方向に沿って配列された状態で、貫通孔４１ａ_１に挿通される。第１運動方向変換部材６２Ａには、軸部材６３を挿通させる円柱状の貫通孔６２Ａ_１が各々形成されている。軸部材６３は、貫通孔４１ａ_１および貫通孔６２Ａ_１に挿通される。第１運動方向変換部材６２Ａと第２運動方向変換部材６２Ｂとは、軸部材６３の先端に設けた雄ネジ部６３ａに雌ネジ部材６４が締め付けられることで一体化される。

第１運動方向変換部材６２Ａと第２運動方向変換部材６２Ｂとの間には、円環状のカラー部材６５が軸部材６３毎に介在している。カラー部材６５は、内方に軸部材６３が挿通される。また、カラー部材６５は、貫通孔４１ａ_１に挿入され、貫通孔４１ａ_１に案内されて軸部材６１の軸線方向に移動する。カラー部材６５は、可動体１０の傾倒動作において貫通孔４１ａ_１の下端４１ａ_２に当接し、可動体１０を傾倒位置Ｐ２に位置決めする。つまり、貫通孔４１ａ_１の下端４１ａ_２は、運動方向変換部材６２のカラー部材６５に当接して可動体１０を係止する下側ストッパ部である。カラー部材６５は、貫通孔４１ａ_１の下端４１ａ_２によって係止される被係止部である。

また、カラー部材６５は、可動体１０の起立動作において貫通孔４１ａ_１の上端に当接し、可動体１０を起立位置Ｐ１に位置決めする。つまり、貫通孔４１ａ_１の上端は、運動方向変換部材６２のカラー部材６５に当接して可動体１０を係止する上側ストッパ部である。カラー部材６５は、貫通孔４１ａ_１の上端によって係止される被係止部である。

カラー部材６５の軸線方向の長さは、第１支持部４１ａの壁部４１ｃの板厚（つまり貫通孔４１ａ_１の貫通方向の長さ）よりも長い。従って、第１運動方向変換部材６２Ａおよび第２運動方向変換部材６２Ｂは、一体化された際に第１支持部４１ａの壁部４１ｃを挟持せず、貫通孔４１ａ_１に沿って自在に往復移動することができる。カラー部材６５の直径は、貫通孔４１ａ_１の短手方向（延在方向に対する直交方向）の幅と同等の大きさであるが、その幅よりも僅かに小さくしている。従って、カラー部材６５は、貫通孔４１ａ_１の内部を延在方向に沿って移動し、運動方向変換部材６２を案内する。

運動方向変換部材６２は、軸部材６１が軸周りに回転することで、軸部材６１の軸線方向に沿って移動する。従って、第２動力伝達機構６０は、ステッピングモーター２１の動力が伝達されてきた際に、軸部材６１の軸線方向に沿った駆動力を保持部材１４の第１保持部１４ａに第１回転軸１５Ａを介して伝える。駆動装置２０は、可動体１０を起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２に変位させるべくステッピングモーター２１の動力が制御された場合、車両下方側へ向かう第１駆動力を保持部材１４の第１保持部１４ａに伝える。第１駆動力は、第１保持部１４ａから可動体１０の上部１０ａに伝達される。また、駆動装置２０は、可動体１０を傾倒位置Ｐ２から起立位置Ｐ１に変位させるべくステッピングモーター２１の動力が制御された場合、車両上方側へ向かう第２駆動力を保持部材１４の第１保持部１４ａに伝える。第２駆動力は、第１保持部１４ａから可動体１０の上部１０ａに伝達される。

ガイド装置３０は、起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間における可動体１０の変位動作を案内する。図１１および図１２に示すように、ガイド装置３０は、被ガイド部３１と、被ガイド部３１を案内するガイドレール３２と、を備える。図８および図９に示すように、被ガイド部３１は、保持部材１４の第２保持部１４ｂに設けられている。ガイド装置３０は、ガイドレール３２によって被ガイド部３１を案内することによって可動体１０の変位動作を案内する。被ガイド部３１およびガイドレール３２は、それぞれ第２保持部１４ｂ毎に設けられている。つまり、被ガイド部３１とガイドレール３２の組み合わせが可動体１０に対して車両左側および車両右側に１組ずつ設けられている。

被ガイド部３１は、図７に示すように、第２保持部１４ｂに設けた第２回転軸１５Ｂと、第２回転軸１５Ｂに設けた２つの回転体（第１および第２の回転体３１Ａ，３１Ｂ）と、によって構成される。第２回転軸１５Ｂは、例えば金属材料で円柱状または円筒状に成形される。第１回転体３１Ａおよび第２回転体３１Ｂは、それぞれ第２回転軸１５Ｂの端部に同心上に並べて配置される。第１回転体３１Ａおよび第２回転体３１Ｂは、第２回転軸１５Ｂと一体になって軸周りに回転するものであってもよく、第２回転軸１５Ｂに対して軸周りに相対回転するものであってもよい。また、第１回転体３１Ａおよび第２回転体３１Ｂは、外周面を転動面として利用する円板状部材または円環状部材であってもよく、平歯車であってもよい。この例示の第１回転体３１Ａには、平歯車が用いられる。なお、図中では、便宜上、第１回転体３１Ａの歯の図示を省略している。一方、第２回転体３１Ｂには、円環状部材が用いられる。

ガイドレール３２は、車両前後方向に延在している。ガイドレール３２は、起立位置Ｐ１における可動体１０の下部１０ｂ側から車両後方に向けて延在する。ガイドレール３２は、その延在方向に沿って被ガイド部３１を案内する。それぞれのガイドレール３２は、骨格部材４１の第２支持部４１ｂに取り付けられている。

ガイドレール３２は、保持部材１４の第１保持部１４ａに対して第１駆動力が作用している場合に、可動体１０を起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２へと変位させる。第１駆動力が作用している場合、ガイドレール３２は、可動体１０の下部１０ｂを車両後方に向けて案内する。一方、ガイドレール３２は、第１保持部１４ａに対して第２駆動力が作用している場合に、可動体１０を傾倒位置Ｐ２から起立位置Ｐ１へと変位させる。第２駆動力が作用している場合、ガイドレール３２は、可動体１０の下部１０ｂを車両前方に向けて案内する。

このように、ガイドレール３２は、可動体１０を軸部材６１の軸線方向に沿って移動させつつ、可動体１０の傾斜角を変化させる。ガイドレール３２は、第１駆動力が作用している場合、可動体１０を軸部材６１の軸線方向に沿って下方に向けて移動させながら、可動体１０を傾倒させていく。一方、ガイドレール３２は、第２駆動力が作用している場合、可動体１０を軸部材６１の軸線方向に沿って上方に向けて移動させながら、可動体１０を起立させていく。つまり、本実施形態の可動体１０は、軸部材６１の軸線方向、言い換えると車両上下方向に沿った直線方向に移動する。可動体１０は、更に、この直線方向に移動しながら、傾倒動作や起立動作を行う。つまり、可動体１０は、車両上下方向に対する傾斜角を変化させながら車両上下方向に沿った直線方向に移動する。

図３から図５に示すように、ガイドレール３２は、弧状ガイド部３３および直線状ガイド部３４を有する。弧状ガイド部３３は、延在方向に沿って弧状に形成されている。直線状ガイド部３４は、延在方向に沿って直線状に形成されている。ガイドレール３２において、弧状ガイド部３３は、駆動装置２０側に配置され、弧状ガイド部３３よりも車両後方側に直線状ガイド部３４が配置される。つまり、弧状ガイド部３３は、第１駆動力の初期印加時に被ガイド部３１を案内する部位である。また、弧状ガイド部３３は、第２駆動力の末期印加時に被ガイド部３１を案内する部位でもある。弧状ガイド部３３は、車両後方に向かうに連れて車両下方へと位置が変化していく弧状に形成されている。直線状ガイド部３４は、第１駆動力の初期印加後に被ガイド部３１を案内する部位である。また、直線状ガイド部３４は、第２駆動力の末期印加時までに被ガイド部３１を案内する部位でもある。

具体的に、ガイドレール３２は、被ガイド部３１の第１回転体３１Ａや第２回転体３１Ｂを転動させながら延在方向に向けて案内する。ガイドレール３２は、図１１および図１２に示すように、第１回転体３１Ａを転動させながら案内する第１ガイドレール部３２Ａと、第２回転体３１Ｂを転動させながら案内する第２ガイドレール部３２Ｂと、を有する。なお、図１１および図１２には、第３カバー部材４４が示されている。第３カバー部材４４は、左右のガイドレール３２，３２の間で骨格部材４１の第２支持部４１ｂに取り付けられている。第３カバー部材４４は、ガイドレール３２の弧状ガイド部３３と直線状ガイド部３４に沿って形成された板状部材である。第３カバー部材４４は、ガイドレール３２，３２に対して車両下方側に配置されている。

第１ガイドレール部３２Ａには、ラック部３２Ａ_１が設けられている。ラック部３２Ａ_１は、第１回転体３１Ａの歯が噛み合わされるラックギヤであり、第１ガイドレール部３２Ａの延在方向に沿って所定ピッチで歯が設けられている。第１回転体３１Ａは、ラック部３２Ａ_１の歯に噛み合いながら転動していくことができる。ラック部３２Ａ_１は、弧状ガイド部３３および直線状ガイド部３４に設けられている。なお、図中では、便宜上、ラック部３２Ａ_１の歯の図示を省略している。

第２ガイドレール部３２Ｂには、第２回転体３１Ｂの転動面を転動させる第１および第２のガイド面３２Ｂ_１，３２Ｂ_２が形成されている。第１および第２のガイド面３２Ｂ_１，３２Ｂ_２は、その面同士を互いに対向させた状態のまま第２ガイドレール部３２Ｂの延在方向に沿って延在している。第１ガイド面３２Ｂ_１と第２ガイド面３２Ｂ_２は、その延在方向における各位置において、その面同士が略等間隔になっている。第２回転体３１Ｂの転動面（外周面）は、第１ガイド面３２Ｂ_１と第２ガイド面３２Ｂ_２との間に配置される。第１ガイド面３２Ｂ_１は、車両下方側に配置されており、第２ガイド面３２Ｂ_２は、車両上方側に配置されている。

本実施形態の車両用表示装置１は、可動体１０を車幅方向にも変位させる。このため、車両用表示装置１は、駆動装置（第１駆動装置）２０の他に、図１３および図１４に示すように、可動体１０の車幅方向への変位を担う別の駆動装置（第２駆動装置）７０を備えている。

第２駆動装置７０は、可動体１０を車幅方向における少なくとも２つの固定位置の間で変位させる。例えば、本実施形態の第２駆動装置７０は、起立位置Ｐ１を車幅方向における第１固定位置Ｐ１とする。また、第２駆動装置７０は、図１５に示すように、第１固定位置Ｐ１から車両右方側に変位させた位置を車幅方向における第２固定位置Ｐ３とする。この例示の可動体１０では、ベース部材１３に対してフレーム１１および閉塞部材１２が車幅方向に相対移動する。ベース部材１３は、骨格部材４１に連結されており、車幅方向へ移動しない。フレーム１１および閉塞部材１２は、ベース部材１３に対して車幅方向に相対移動する。以下の説明では、可動体１０のうち、フレーム１１および閉塞部材１２を「第１可動体１６」と称する。

車幅方向への相対移動を実現させる機構（言うなれば相対移動機構）は、図１６に示すように、ボス部１２ａ、貫通孔１３ａ、およびネジ部材Ｂを有する。ボス部１２ａは、閉塞部材１２の背面に設けられている。貫通孔１３ａは、ベース部材１３に形成されており、ボス部１２ａが挿通される。ネジ部材Ｂは、ボス部１２ａの雌ネジ部（図示略）に螺合される。ボス部１２ａは、閉塞部材１２の背面からベース部材１３側に向けて立設させた筒体（ここでは円筒体）である。ボス部１２ａの内方には、雌ネジ部が形成されている。貫通孔１３ａは、相対移動方向（つまり車幅方向）に少なくとも相対移動の移動量分だけ延在させたものである。貫通孔１３ａの短手方向における幅は、ボス部１２ａの外径よりも僅かに大きい。ボス部１２ａの先端は、貫通孔１３ａよりも保持部材１４側に突出している。

ボス部１２ａにネジ部材Ｂが螺合することによって、第１可動体１６に対してベース部材１３が取り付けられる。ベース部材１３は、第１可動体１６に対する車幅方向への相対移動が可能である。相対移動機構は、可動体１０において複数設けられる。この例示では、４つの相対移動機構が設けられている。

第２駆動装置７０は、図１３に示すように、動力源としてのステッピングモーター７１と動力伝達装置７２とを備える。第２駆動装置７０は、ステッピングモーター７１の動力を第１固定位置Ｐ１と第２固定位置Ｐ３との間における変位動作時の駆動力として可動体１０に伝達する。可動体１０には、その駆動力として、第１固定位置Ｐ１から第２固定位置Ｐ３に変位させる際の第３駆動力と、第２固定位置Ｐ３から第１固定位置Ｐ１に変位させる際の第３駆動力とは逆向きの第４駆動力と、が伝達される。第３駆動力および第４駆動力は、それぞれ直線方向の駆動力である。第２駆動装置７０は、可動体１０（具体的には閉塞部材１２）と保持部材１４との間に配置される。

ステッピングモーター７１は、可動体１０を変位させるための駆動力の元となる動力を発生させる。ステッピングモーター７１は、保持部材１４によって保持されている。ステッピングモーター７１は、駆動制御装置によって制御される。駆動制御装置は、第２駆動装置７０専用のものであってもよく、第１駆動装置２０の駆動制御装置２３を用いてもよい。本実施形態では、第１駆動装置２０の駆動制御装置２３に第２駆動装置７０の制御機能も持たせている。

動力伝達装置７２は、運動方向変換機構を有するものであり、ステッピングモーター７１の動力が伝達された際に、第１固定位置Ｐ１と第２固定位置Ｐ３との間で可動体１０を直線方向に変位させる。このため、動力伝達装置７２は、ステッピングモーター７１から伝達された動力を駆動力に変換して可動体１０に伝える。

本実施形態の動力伝達装置７２は、図１３に示すように、ネジ歯車７２ａと斜歯歯車７２ｂと平歯車７２ｃとラックギヤ７２ｄとを備える。ネジ歯車７２ａは、ステッピングモーター７１の出力軸（図示略）に対して同心上に取り付けられ、その出力軸と一体になって回転する。斜歯歯車７２ｂは、ネジ歯車７２ａに噛み合わされている。斜歯歯車７２ｂは、回転軸７２ｅに対して同心上に取り付けられ、回転軸７２ｅと一体になって回転する。回転軸７２ｅは、軸線方向を可動体１０（フレーム１１、閉塞部材１２およびベース部材１３）の中心軸に合わせて配置する。回転軸７２ｅは、軸周りに回転させるべく、保持部材１４に対して回転自在に取り付けられている。平歯車７２ｃは、斜歯歯車７２ｂよりもベース部材１３側で回転軸７２ｅに対して同心上に取り付けられている。平歯車７２ｃは、回転軸７２ｅに対して相対回転可能である。

斜歯歯車７２ｂおよび平歯車７２ｃは、スリップ機構を構成している。回転軸７２ｅには、斜歯歯車７２ｂを平歯車７２ｃに向けて押圧するバネが設けられている。このバネと、斜歯歯車７２ｂと、平歯車７２ｃとによって、上記の第２歯車５２と同様のスリップ機構が構成される。

ラックギヤ７２ｄは、閉塞部材１２に取り付けられ、フレーム１１および閉塞部材１２と一体になって車幅方向に移動する。ラックギヤ７２ｄは、ベース部材１３から保持部材１４側に突出しており、平歯車７２ｃと噛み合っている。図１４に示すように、ベース部材１３には、車幅方向に延在するスリット状の貫通孔１３ｂが形成されている。ラックギヤ７２ｄは、第１可動体１６のスライド動作において貫通孔１３ｂの左端１３ｃに当接し、第１可動体１６を第１固定位置Ｐ１に位置決めする。つまり、貫通孔１３ｂの左端１３ｃは、ラックギヤ７２ｄに当接して第１可動体１６を係止する左側ストッパ部である。また、ラックギヤ７２ｄは、第１可動体１６のスライド動作において貫通孔１３ｂの右端１３ｄに当接し、第１可動体１６を第２固定位置Ｐ３に位置決めする。つまり、貫通孔１３ｂの右端１３ｄは、ラックギヤ７２ｄに当接して第１可動体１６を係止する右側ストッパ部である。ラックギヤ７２ｄは、貫通孔１３ｂの左端１３ｃおよび右端１３ｄによって係止される被係止部である。

動力伝達装置７２は、ステッピングモーター７１の動力が伝達されてきた際に、車幅方向に沿った駆動力を閉塞部材１２に伝える。第２駆動装置７０は、第１可動体１６（フレーム１１および閉塞部材１２）が第１固定位置Ｐ１のときに第１固定位置Ｐ１から第２固定位置Ｐ３に変位させるべくステッピングモーター７１の動力が制御された場合、車両右方側に向けた第３駆動力を閉塞部材１２に伝える。第３駆動力は、フレーム１１および閉塞部材１２をベース部材１３および保持部材１４に対して車両右方側に相対移動させる。これにより、可動体１０において、フレーム１１および閉塞部材１２が第２固定位置Ｐ３へと変位する。

第２駆動装置７０は、第１可動体１６が第２固定位置Ｐ３のときに第２固定位置Ｐ３から第１固定位置Ｐ１に変位させるべくステッピングモーター７１の動力が制御された場合、車両左方側に向けた第４駆動力を閉塞部材１２に伝える。第４駆動力は、第１可動体１６をベース部材１３および保持部材１４に対して車両左方側に相対移動させる。これにより、可動体１０において、第１可動体１６が第１固定位置Ｐ１へと変位する。このように、第２駆動装置７０は、第３駆動力および第４駆動力によって第１可動体１６を直線方向に移動させる。

本実施形態の車両用表示装置１は、図３および図４に示すように、表示対象情報を車室内の利用者が視認し得るように表示させる表示装置８０を備える。表示装置８０は、フレーム１１の内方領域１１ａよりも前面側に虚像を形成し、その虚像によって形成された表示対象情報が恰も内方領域１１ａ（換言するならば露出面部１２Ａ）に表示されているかのように利用者に視認させる。表示装置８０は、表示体８１と半透明鏡（所謂ハーフミラー）８２と光源８３と表示制御装置８４とを備える。

表示体８１は、表示対象情報に関わる表示像を作像し、この作像された表示像の投射光を半透明鏡８２に投射させる作像・投射装置である。表示体８１は、例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor−Liquid Crystal Display）等の液晶表示装置である。表示体８１は、可動体１０よりも車室内側でかつ収容部１０１の上部に配置される。半透明鏡８２は、表示体８１よりも車両下方側でかつ可動体１０よりも車室内側において、車両上方側を車両前方側へと傾倒させて配置される。表示体８１から投射された表示像は、半透明鏡８２を透過して、フレーム１１の前面側に表示像（表示対象情報）の虚像を形成する。光源８３は、例えばフレーム１１を照らすものであり、起立位置Ｐ１における可動体１０よりも車室内側でかつ車両上方側で、更に傾倒位置Ｐ２における可動体１０よりも車両上方側に配置される。例えば、この光源８３は、収容部１０１を成す壁体等に取り付けられる。

表示制御装置８４は、フレーム１１の内方領域１１ａで車室内の利用者に視認されるよう表示対象情報を表示させるべく、可動体１０の固定位置に応じた表示像を表示体８１に作像させかつ投射させる。つまり、フレーム１１の内方領域１１ａは、表示体８１が画像を表示する画像表示領域となる。本実施形態において、表示体８１が画像表示領域に表示する画像は、虚像である。

表示体８１は、起立位置Ｐ１（第１固定位置Ｐ１）、傾倒位置Ｐ２、および第２固定位置Ｐ３の少なくとも一つの位置において、内方領域１１ａに画像を表示する。本実施形態の表示体８１は、フレーム１１が起立位置Ｐ１、傾倒位置Ｐ２、および第２固定位置Ｐ３の何れの位置にあっても内方領域１１ａに画像を表示できるように構成されている。言い換えると、表示体８１の画像表示領域は、起立位置Ｐ１にあるフレーム１１の内方領域１１ａ、傾倒位置Ｐ２にあるフレーム１１の内方領域１１ａ、および第２固定位置Ｐ３にあるフレーム１１の内方領域１１ａを含む。

フレーム１１は、駆動装置２０，７０によって表示体８１による画像表示領域に位置づけられる。起立位置Ｐ１、傾倒位置Ｐ２、および第２固定位置Ｐ３の何れかが画像表示領域の範囲外の位置である場合、駆動装置２０，７０は、フレーム１１を画像表示領域の内部から外部へ、あるいは画像表示領域の外部から内部へ移動させる。表示制御装置８４は、起立位置Ｐ１（第１固定位置Ｐ１）と傾倒位置Ｐ２と第２固定位置Ｐ３とにおいて、表示対象情報の表示の有無を適宜制御するものであってもよい。表示対象情報を表示させない場合、表示制御装置８４は、例えば表示像の作像および投射を表示体８１に禁止させる。ここでは、表示対象情報の図示を省略する。

ここで、本実施形態におけるステッピングモーター２１，７１の駆動制御について説明する。ステッピングモーター２１，７１によって第１可動体１６（フレーム１１および閉塞部材１２）を移動させる場合に、ステッピングモーター２１，７１で振動が発生すると、この振動が機構部に伝わって作動音が発生する。ステッピングモーター２１，７１の励磁方法として、フルステップやマイクロステップがある。マイクロステップでは、フルステップよりもステッピングモーター２１，７１において振動が発生しにくい。本実施形態の駆動制御装置２３は、ステッピングモーター２１，７１の励磁方法に主としてマイクロステップを使用することで、フレーム１１の移動に起因する作動音を低減させる。ここで、マイクロステップはフルステップよりも振動を低減できるものの、フルステップよりも駆動トルクが小さい。このため、以下に説明するように、可動体１０を各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に停止させる際に、リバウンド動作が生じる可能性がある。

ステッピングモーター２１は、フレーム１１を起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２へ、および傾倒位置Ｐ２から起立位置Ｐ１へ移動させる動力源である。フレーム１１を起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２へ移動させる場合、傾倒位置Ｐ２においてカラー部材６５が貫通孔４１ａ_１の下端４１ａ_２に当接することで、可動体１０が係止される。カラー部材６５が下端４１ａ_２に当接した後は、第２歯車５２がスリップし、カラー部材６５が下端４１ａ_２に当接した状態が維持されることが好ましい。ところが、ステッピングモーター２１がマイクロステップで駆動されていると、トルクの不足により、第２歯車５２がスリップし続けない可能性がある。その結果、カラー部材６５が下端４１ａ_２に対して当たったり離れたりを繰り返すリバウンドが発生し、振動や騒音を発生させてしまう。ステッピングモーター７１による第１可動体１６のスライド動作においても同様の問題がある。

本実施形態の車両用表示装置１は、可動体１０，１６がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーター２１，７１の動力を増加させる。以下に、ステッピングモーター２１の動力を増加させる手段として、ステッピングモーターの駆動方式（励磁方式）をマイクロステップからフルステップに切換えることについて説明する。

図１７のブロック図を参照して、本実施形態の車両用表示装置１における制御系の構成について説明する。ステッピングモーター２１，７１は、駆動回路２８に接続されている。駆動回路２８は、電源回路２７Ｂを介して車両の電源１０２に接続されている。駆動制御装置２３は、電源回路２７Ａを介して電源１０２に接続されている。また、駆動制御装置２３は、インタフェース２３ａおよびスイッチ２３ｂを介して電源１０２に接続されている。スイッチ２３ｂがＯＮにされると、インタフェース２３ａから駆動制御装置２３にＯＮ信号が送られる。駆動制御装置２３は、このＯＮ信号によって起動し、電源回路２７Ａを介して電源１０２から電力の供給を受ける。

駆動制御装置２３は、電源回路２７Ｂおよび駆動回路２８を制御する。また、駆動制御装置２３には、モードスイッチ１０３が接続されている。モードスイッチ１０３は、車両用表示装置１の表示モードを変更する場合に運転者等によって操作される。駆動制御装置２３は、モードスイッチ１０３に対する操作入力に従って、可動体１０，１６の傾倒動作、起立動作、スライド動作を実行する。駆動回路２８は、ステッピングモーター２１，７１の各相のコイルに対して供給する電流値を制御する。本実施形態のステッピングモーター２１，７１は、ロータと、２相のコイルを含むステータと、を有する。ロータは、例えば永久磁石式のものである。

駆動制御装置２３は、フルステップ、ハーフステップ、およびマイクロステップの三つの駆動方式によってステッピングモーター２１，７１を駆動する。駆動制御装置２３は、マイクロステップによってステッピングモーター２１，７１を制御する場合、ＰＷＭ制御等のデューティ制御によって、コイルに対する供給電流（実効電圧）を制御する。

図１８には、フルステップ（２相フルステップ）における各相のコイルに対する電圧指令値が示されている。ここでは、ステッピングモーター２１，７１の２相のコイルを「Ａ相」、「Ｂ相」と称する。Ａ相の電圧指令値とＢ相の電圧指令値との組み合わせが異なる四つのステップＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４によってフルステップの一つのサイクルＣＦＬが構成される。

図１９には、マイクロステップにおける各層に対する電圧指令値が示されている。Ａ相に対する電圧指令値およびＢ相に対する電圧指令値は、それぞれ正弦波の形状となるように変化する。Ａ相に対する電圧指令値と、Ｂ相に対する電圧指令値とは、位相が９０度ずらされている。マイクロステップにおけるステップ角は、４５度よりも小さい。つまり、８ステップよりも多いステップ数でマイクロステップの一つのサイクルＣＭＣが構成される。

図２０には、制御周波数とステッピングモーターの出力トルクとの関係が示されている。同じ制御周波数で比較した場合、フルステップで駆動される場合の出力トルクＴＦ１は、マイクロステップで駆動される場合の出力トルクＴＦ２よりも高トルクである。図２０に示すように、出力トルクＴＦ１，ＴＦ２は、制御周波数が高くなるに従って低下していく。本実施形態の駆動制御装置２３は、可動体１０，１６の傾倒動作、起立動作、スライド動作において、ステッピングモーター２１，７１を主としてマイクロステップで駆動することで振動の低減を図る。

図２１には、可動体１０を起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２へ移動させる傾倒動作を実行する場合のステッピングモーター２１の動作が示されている。縦軸はステッピングモーター２１の回転速度、横軸は時間を示す。時刻ｔ０にステッピングモーター２１が回転を開始する。駆動制御装置２３は、マイクロステップによってステッピングモーター２１の回転を開始させ、回転速度を増加させていく。駆動制御装置２３は、ステッピングモーター２１の回転速度が所定速度まで増加すると、所定速度で回転させながら可動体１０を傾倒位置Ｐ２に向けて移動させていく。時刻ｔ１に可動体１０が傾倒位置Ｐ２に到達すると、第２歯車５２がスリップを開始する。可動体１０を確実に傾倒位置Ｐ２に位置づけることができるように、ステッピングモーター２１の回転期間は長めに設定されている。このため、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは第２歯車５２がスリップするスリップ期間となる。ところで、このスリップ期間においてステッピングモーター２１の出力トルクが不足すると、第２歯車５２が安定的にスリップせず、振動や騒音が発生してしまう可能性がある。

本実施形態の駆動制御装置２３は、可動体１０がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーター２１の動力を増加させる。具体的には、駆動制御装置２３は、可動体１０がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーター２１の駆動方式をマイクロステップからフルステップに切換える。マイクロステップからフルステップへの切換えにより、ステッピングモーター２１の出力トルクが増加することで、第２歯車５２をより確実にスリップさせることができる。よって、本実施形態の車両用表示装置１は、振動を抑制しつつ可動体１０を狙いの位置に移動させ、狙いの位置に停止させることができる。

図２２を参照して、本実施形態の車両用表示装置１の動作について詳細に説明する。ステップＳ１０において、駆動制御装置２３は、リング移動要求があるか否かを判定する。駆動制御装置２３は、モードスイッチ１０３から取得する信号に基づいてステップＳ１０の判定を行う。リング移動要求があると判定された場合（ステップＳ１０−Ｙ）にはステップＳ２０に進み、否定判定がなされた場合（ステップＳ１０−Ｎ）にはステップＳ１０の判定が繰り返される。ここでは、可動体１０を起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２へ移動させる移動要求があったものとする。

ステップＳ２０において、駆動制御装置２３は、ステッピングモーター２１をマイクロステップで所定速度まで加速させる。駆動制御装置２３は、予め記憶しているプログラムに基づいてステッピングモーター２１の回転速度を所定速度まで加速させる。ステップＳ２０が実行されると、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、駆動制御装置２３は、ステッピングモーター２１をマイクロステップで駆動し、所定速度で連続回転させる。ステップＳ３０が実行されると、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、駆動制御装置２３は、切換えステップに到達したか否かを判定する。駆動制御装置２３は、例えば、ステッピングモーター２１の回転を開始してからマイクロステップのサイクルＣＭＣを実行した回数が所定回数に到達すると、ステップＳ４０で肯定判定する。所定回数は、可動体１０が貫通孔４１ａ_１の下端４１ａ_２によって係止されるまでの移動距離に基づいて定められている。より具体的には、所定回数は、ステッピングモーター２１の１回のサイクルＣＭＣによる可動体１０の移動量と、起立位置Ｐ１から傾倒位置Ｐ２までの可動体１０の総移動量に基づいて算出される。

本実施形態の所定回数は、可動体１０が係止される直前にステップＳ４０において肯定判定がなされるように定められている。つまり、マイクロステップのサイクルＣＭＣが所定回数実行されたときに、可動体１０が係止される位置の直前に位置しているように所定回数が定められている。このようにした場合、カラー部材６５が貫通孔４１ａ_１の下端４１ａ_２に当接する前にステッピングモーター２１の出力トルクを増加させておくことができる。

本実施形態では、切換えステップは、第２歯車５２のスリップ動作が開始する位置の少なくとも２サイクル以上手前に設定される。これにより、第２歯車５２のスリップ動作の直前にステッピングモーター２１の回転を安定させておくことができる。駆動方式（励磁方式）を切換える場合、励磁ステップの更新期間、設定速度やマイクロステップの駆動分解などの要因により、マイクロステップとフルステップとで同一の回転速度を設定できないことがある。その結果、駆動方式の切換え直後には、若干の速度変化が発生して回転ムラが発生する可能性がある。本実施形態では、回転速度が安定してから被係止部がストッパ部に当接するように切換えステップのタイミングが定められている。その結果、第２歯車５２をより確実にスリップさせることができる。また、被係止部としてのカラー部材６５がストッパ部に当接する直前までマイクロステップによる駆動が実行されることで、フルステップ駆動により発生する振動や作動音が最小限に抑えられる。

ステップＳ４０の判定の結果、切換えステップに到達したと判定された場合（ステップＳ４０−Ｙ）にはステップＳ５０に進み、否定判定された場合（ステップＳ４０−Ｎ）にはステップＳ３０に移行する。なお、サイクル数に代えて、実行したステップ数によってステップＳ４０の判定がなされてもよい。

ステップＳ５０において、駆動制御装置２３は、駆動方式をマイクロステップから２相フルステップに切換える。より詳しくは、駆動制御装置２３は、回転速度を維持した状態で励磁出力を切換える。つまり、切換え前のマイクロステップのサイクルＣＭＣの周波数と、切換え後のフルステップのサイクルＣＦＬの周波数とを同じ周波数とする。図２３および図２４を参照して、マイクロステップからフルステップへの切換えの一例について説明する。

図２３には、時刻ｔ１１におけるマイクロステップからフルステップへの切換えが示されている。図２４には、マイクロステップからフルステップへの切換えに伴う合成磁界の推移が示されている。図２４において、縦軸方向はＡ相のコイルの位相に対応しており、横軸方向はＢ相のコイルの位相に対応している。図２３に示すように、時刻ｔ１１よりも前は、マイクロステップによる駆動が行われており、Ａ相およびＢ相のそれぞれの印加電圧が正弦波を描くように変化している。これにより、図２４に示すように、合成磁界Ｆ１は、同じ大きさで位相が変化していく。

時刻ｔ１１にマイクロステップからフルステップへの切換えがなされる。このタイミングは、図２４に示すように、合成磁界Ｆ２の位相が４５度となるタイミングである。言い換えると、２相励磁状態で駆動方式が切換えられる。このような切換えタイミングによれば、駆動方式が切換えられる際の合成磁界の位相の変化が最小限に抑えられる。時刻ｔ１１以降は、２相フルステップにより合成磁界Ｆ２，Ｆ３が推移していく。駆動制御装置２３は、例えば、時刻ｔ１１に切換えステップに到達した（ステップＳ４０−Ｙ）と判定してフルステップへの切換え（ステップＳ５０）を実行する。ステップＳ５０が実行されると、ステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０において、駆動制御装置２３は、設定サイクル経過後にステッピングモーター２１を停止させる。駆動制御装置２３は、フルステップのサイクルＣＦＬを所定回数実行すると、ステッピングモーター２１を停止させる。ステップＳ６０が実行されると、本制御フローは終了する。

駆動制御装置２３は、以下に示すタイミングでマイクロステップからフルステップへの切換えを行ってもよい。図２５は、フルステップへの切換えタイミングの他の例を示す図、図２６は、マイクロステップからフルステップへの切換えに伴う合成磁界の推移を示す他の図である。図２５に示すように、駆動制御装置２３は、時刻ｔ２１にマイクロステップからフルステップへの切換えを実行する。時刻ｔ２１は、図２６に示すように、合成磁界Ｆ１１の位相が９０度となるタイミングである。言い換えると、１相励磁状態で駆動方式が切換えられ、２相フルステップへの切換え前に、ハーフステップが挿入されてから、２相フルステップへ切換わる。時刻ｔ２１以降は、２相フルステップにより合成磁界Ｆ１２，Ｆ１３が推移していく。

駆動制御装置２３は、Ａ相およびＢ相の切換えタイミングをずらしてもよい。図２７は、フルステップへの切換えタイミングの更に他の例を示す図、図２８は、マイクロステップからフルステップへの切換えに伴う合成磁界の推移を示す更に他の図である。図２７に示すように、駆動制御装置２３は、時刻ｔ３１にＡ相の駆動方式をマイクロステップからフルステップに切換える。Ｂ相の駆動方式は、時刻ｔ３２にマイクロステップからフルステップに切換えられる。言い換えると、駆動制御装置２３は、１相励磁状態で、励磁されているＡ相を先行してフルステップに切換える。これにより、図２８に示すように、合成磁界Ｆ２１，Ｆ２２，Ｆ２３の大きさが徐々に増加していく。時刻ｔ３２にＢ相の駆動方式がフルステップに切換えられると、２相フルステップにより合成磁界Ｆ２４，Ｆ２５が推移していく。

駆動制御装置２３は、可動体１０がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーター２１の駆動方式をマイクロステップからハーフステップに切換えてもよい。図２９は、マイクロステップからハーフステップへの切換えを示す図、図３０は、マイクロステップからハーフステップへの切換えに伴う合成磁界の推移を示す図である。図２９に示すように、駆動制御装置２３は、時刻ｔ４１にステッピングモーター２１の駆動方式をマイクロステップからハーフステップに切換える。時刻ｔ４１は、図３０に示すように、合成磁界Ｆ３１の位相が９０度となるタイミングである。言い換えると、１相励磁状態で駆動方式が切換えられる。時刻ｔ４１以降は、ハーフステップにより合成磁界Ｆ３２，Ｆ３３，Ｆ３４が推移していく。ハーフステップでは、合成磁界Ｆ３２，Ｆ３３，Ｆ３４の位相が４５度ずつ変化していく。

駆動制御装置２３は、可動体１０を傾倒位置Ｐ２から起立位置Ｐ１へ移動させる際にも上記と同様にステッピングモーター２１の駆動方式の切換えを行う。また、駆動制御装置２３は、第１可動体１６（フレーム１１および閉塞部材１２）を車幅方向にスライドさせる場合、ステッピングモーター７１の駆動方式の切換えをステッピングモーター２１の駆動方式の切換えと同様に行う。

以上説明したように、本実施形態の車両用表示装置１は、内部に情報が表示される収容部１０１と、可動体１０，１６と、ステッピングモーター２１，７１と、動力伝達装置２２，７２と、駆動制御装置２３と、被係止部と、ストッパ部と、スリップ機構と、を有する。可動体１０，１６は、収容部１０１の内部に配置され、予め定められた可動範囲内を直線方向に移動可能である。起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間の可動範囲は、貫通孔４１ａ_１によって決められている。第１固定位置Ｐ１と第２固定位置Ｐ３との間の可動範囲は、貫通孔１３ｂによって決められている。

動力伝達装置２２，７２は、ステッピングモーター２１，７１の動力を可動体１０，１６に伝達して可動体１０，１６を移動させる。駆動制御装置２３は、ステッピングモーター２１，７１を制御する。被係止部は、可動体１０，１６に連結されたものであり、可動体１０，１６と共に移動する。起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間の可動体１０の移動では、カラー部材６５が被係止部として機能する。第１固定位置Ｐ１と第２固定位置Ｐ３との間の第１可動体１６（フレーム１１および閉塞部材１２）の移動では、ラックギヤ７２ｄが被係止部として機能する。

ストッパ部は、可動範囲の端部において可動体１０，１６を係止する。起立位置Ｐ１と傾倒位置Ｐ２との間の可動体１０の移動では、貫通孔４１ａ_１の両端部がストッパ部として機能する。貫通孔４１ａ_１は、カラー部材６５を係止することにより可動体１０を係止する。第１固定位置Ｐ１と第２固定位置Ｐ３との間の第１可動体１６（フレーム１１および閉塞部材１２）の移動では、貫通孔１３ｂの両端部がストッパ部として機能する。貫通孔１３ｂは、ラックギヤ７２ｄを係止することで第１可動体１６を係止する。

スリップ機構は、ステッピングモーター２１，７１と被係止部との間の動力伝達経路に設けられ、伝達する動力の大きさに応じて空転する。ステッピングモーター２１と被係止部（カラー部材６５）との間の動力伝達経路には、スリップ機構として第２歯車５２が設けられている。ステッピングモーター７１と被係止部（ラックギヤ７２ｄ）との間の動力伝達経路には、斜歯歯車７２ｂおよび平歯車７２ｃを有するスリップ機構が設けられている。

駆動制御装置２３は、マイクロステップによってステッピングモーター２１，７１を駆動して可動体１０，１６を可動範囲内で移動させる。駆動制御装置２３は、被係止部（カラー部材６５、ラックギヤ７２ｄ）がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーター２１，７１の動力を増加させる。本実施形態の駆動制御装置２３は、被係止部が係止されるときにステッピングモーター２１，７１の動力を増加させることで、スリップ機構においてより確実にスリップを発生させることができる。よって、本実施形態の車両用表示装置１は、振動を抑制しつつ可動体１０，１６を狙いの位置に移動させることができる。

本実施形態の駆動制御装置２３は、被係止部がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーター２１，７１の駆動方式をマイクロステップからフルステップまたはハーフステップに切換えることにより、ステッピングモーター２１，７１の動力を増加させる。制御の切換えによって動力を増加させることで、ステッピングモーター２１，７１や電源回路を大型化する必要が生じない。

また、本実施形態の駆動制御装置２３は、被係止部がストッパ部によって係止されるよりも前にステッピングモーター２１，７１の動力を増加させる。被係止部がストッパ部に当たるよりも前に動力が増加されることで、ステッピングモーター２１，７１の回転を安定させてから被係止部をストッパ部に当接させることができる。その結果、係止部がストッパ部によって跳ね返されてしまうことなどを抑制しながらスリップ機構をスリップさせることができる。

なお、上記ステップＳ４０の所定回数は、可動体１０，１６が係止されると同時に駆動方式が切換えられるように定められてもよく、可動体１０，１６が係止されてから駆動方式が切換えられるように定められてもよい。つまり、「被係止部がストッパ部によって係止されるとき」には、被係止部がストッパ部によって係止される瞬間、被係止部がストッパ部によって係止される直前、被係止部がストッパ部によって係止された直後などが含まれる。

駆動制御装置２３は、所定回数によって駆動制御の切換えタイミングを判定することに代えて、被係止部等を検出するセンサに基づいてタイミングを判定してもよい。例えば、被係止部の移動経路に設置されたマイクロスイッチにより被係止部を検出し、その検出結果から駆動制御の切換えタイミングが決定されてもよい。

［実施形態の第１変形例］
実施形態の第１変形例について説明する。ステッピングモーター２１，７１の動力の増加は、駆動方式を切換えることに加えて、あるいは駆動方式を切換えることに代えて、供給電圧を増加させることによってなされてもよい。例えば、駆動制御装置２３は、電源回路２７Ｂからステッピングモーター２１，７１に供給する電圧値を変化させる。駆動制御装置２３は、ステッピングモーター２１，７１の動力を増加させる際に、駆動方式を切換えると共に、電源回路２７Ｂからステッピングモーター２１，７１に対する供給電圧を増加させる。

駆動制御装置２３は、駆動方式を切換えることに加えて、あるいは駆動方式を切換えることに代えて、駆動回路２８によってコイルに対する印加電圧を増加させてもよい。例えば、ステッピングモーター２１，７１の動力を増加させる際に、駆動方式をマイクロステップのままとして、コイルに対する印加電圧の実効値を増加させてもよい。印加電圧の増加は、駆動方式の切換えに加えて実行されてもよい。

駆動制御装置２３は、可動体１０，１６の移動速度を低下させることによりステッピングモーター２１，７１の動力を増加させてもよい。図２０を参照して説明したように、ステッピングモーター２１，７１の制御周波数を低下させることで出力トルクを増加させることができる。駆動制御装置２３は、被係止部がストッパ部によって係止されるときに、ステッピングモーター２１，７１の回転速度を低下させることで動力を増加させてもよい。

ステッピングモーター２１，７１は、２相のものには限定されず、３相以上のコイルを有していてもよい。可動体１０は、フレーム１１や閉塞部材１２のごとき加飾部材には限定されない。可動体１０は、虚像が重畳表示される対象物でなくてもよい。可動体は、例えば、液晶パネル等の表示装置であってもよい。また、可動体は、その他の構造物であってもよい。

［実施形態の第２変形例］
実施形態の第２変形例について説明する。図３１は、実施形態の第２変形例に係る車両用表示装置の内部の正面図である。第２変形例の車両用表示装置１において、上記実施形態と異なる点は、表示体９０の表示面９１が利用者から視認できるように配置されている点である。

図３１に示すように、表示体９０は、第１可動体１６の背面側に配置されている。第２変形例の第１可動体１６は、閉塞部材１２を有しておらず、フレーム１１の内方領域１１ａは閉塞されていない。すなわち、利用者は、フレーム１１の内方領域１１ａを通して後述する表示面９１を視認することができる。表示体９０は、例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor−Liquid Crystal Display）等の液晶表示装置である。表示体９０は、画像を表示する表示面９１を有する。表示体９０と第１可動体１６との間には、遮蔽部材８５が配置されている。遮蔽部材８５は、板状の部材であり、表示体９０の枠９２を利用者側から視認されないように遮蔽する。遮蔽部材８５は、窓部８５ａを有する。窓部８５ａの形状は、例えば、矩形である。窓部８５は、遮蔽部材８５を貫通する貫通孔である。窓部８５は、透光性を有するアクリル等の樹脂やガラスによって形成されたパネルによって閉塞されていてもよい。

利用者は、窓部８５ａを通して表示体９０の表示面９１を視認することができる。つまり、第２変形例では、窓８５ａによって囲まれた領域が画像表示領域９１ａとなる。第１可動体１６は、画像表示領域９１ａに位置づけられる。本変形例に係る車両用表示装置１は、第１可動体１６を車幅方向に移動させ、かつ車両上下方向には移動させない。第１可動体１６の可動範囲は、例えば、利用者から見て第１可動体１６が常に画像表示領域９１ａと重なるように定められてもよい。図３１では、第１固定位置Ｐ１および第２固定位置Ｐ３の何れの位置においても第１可動体１６が画像表示領域９１ａと重なる。ただし、第１可動体１６の可動範囲は、これには限定されない。例えば、第２固定位置Ｐ３は、第１可動体１６が画像表示領域９１ａと重ならないように定められてもよい。

表示体９０は、画像表示領域９１ａに各種の画像、例えば車両に関する情報の画像を表示する。表示体９０は、例えば、フレーム１１によって囲まれた領域９１ｂに車両に関する情報の画像を表示する。図３１では、上記の領域９１ｂに目盛り画像９３が表示されている。領域９１ｂには、更に、目盛り画像９３を指し示す指針画像、車速や走行距離を示す数値画像等が表示されてもよい。表示体９０は、フレーム１１の外側の領域にも各種の画像を表示してもよい。

車両表示装置１は、二つの表示体８１，９０を有していてもよい。すなわち、表示体８１によって表示される虚像と、表示体９０によって表示される実像の両方が利用者から視認されるように表示されてもよい。実像と虚像とが重畳して表示されてもよい。利用者から見て虚像がフレーム１１に重なるように表示されてもよい。

［実施形態の第３変形例］
実施形態の第３変形例について説明する。フレーム１１の形状は、例示したものには限定されない。円環状のフレーム１１は、フレーム１１が閉じているものだけでなく、フレーム１１の一部が欠けて開いた形状のものも含む。このように一部が開いた円環状のフレーム１１としては、例えば、Ｃ字形状のフレーム１１が挙げられる。

フレーム１１の移動方向は、例示したものには限定されない。例えば、画像表示装置１は、フレーム１１を含む可動体１０を車幅方向へ移動させ、かつ車両上下方向には移動させなくてもよい。車幅方向に移動するフレーム１１に対して、表示体８１による虚像が重畳して表示されてもよく、表示体９０による実像が重畳して表示されてもよい。

画像表示装置１は、フレーム１１を含む可動体１０を車両上下方向に移動させ、かつ車幅方向には移動させなくてもよい。車両上下方向に移動するフレーム１１に対して、表示体８１による虚像が重畳して表示されてもよく、表示体９０による実像が重畳して表示されてもよい。

上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

１車両用表示装置
１０可動体
１１フレーム
１２閉塞部材
１３ベース部材
１３ａ貫通孔
１３ｂ貫通孔
１３ｃ左端（ストッパ部）
１３ｄ右端（ストッパ部）
１４保持部材
１４ａ第１保持部
１４ｂ第２保持部
１５Ａ第１回転軸
１５Ｂ第２回転軸
１６第１可動体
２０第１駆動装置
２１ステッピングモーター
２１ａ出力軸
２２動力伝達装置
２３駆動制御装置
２４第１軸受体
２４ａ収容部
２５軸受
２６第２軸受体
２７Ａ，２７Ｂ電源回路
２８駆動回路
３０ガイド装置
３１被ガイド部
３２ガイドレール
４１骨格部材
４１ａ第１支持部
４１ａ_１貫通孔
４１ａ_２下端（ストッパ部）
４１ｂ第２支持部
４１ｃ壁部
５０第１動力伝達機構
５１第１歯車
５２第２歯車（スリップ機構）
５２ａ摩擦板ギア
５２ｂ可動ギア
５３第３歯車
５４回転軸
５５バネ
６０第２動力伝達機構
６１軸部材
６１ａ溝部
６２運動方向変換部材
６２ａ雌ネジ部
６２Ａ第１運動方向変換部材
６２Ａ_１貫通孔
６２Ｂ第２運動方向変換部材
６３軸部材
６４雌ネジ部材
６５カラー部材（被係止部）
７０第２駆動装置
７１ステッピングモーター
７２動力伝達装置
７２ａネジ歯車
７２ｂ斜歯歯車（スリップ機構）
７２ｃ平歯車（スリップ機構）
７２ｄラックギヤ（被係止部）
８０表示装置
８１表示体
８２半透明鏡
８３光源
８４表示制御装置
８５遮蔽部材
８５ａ窓部
９０表示体
９１表示面
９１ａ画像表示領域
９２枠
１０１収容部
１０２電源
１０３モードスイッチ
Ｐ１起立位置（第１固定位置）
Ｐ２傾倒位置
Ｐ３第２固定位置

Claims

内部に情報が表示される収容部と、
前記収容部の内部に配置され、予め定められた可動範囲内を直線方向に移動可能な可動体と、
ステッピングモーターと、
前記ステッピングモーターの動力を前記可動体に伝達して前記可動体を移動させる動力伝達装置と、
前記ステッピングモーターを制御する駆動制御装置と、
前記可動体に連結された被係止部と、
前記可動範囲の端部において前記被係止部を係止するストッパ部と、
前記ステッピングモーターと前記被係止部との間の動力伝達経路に設けられ、伝達する動力の大きさに応じて空転するスリップ機構と、
を備え、
前記駆動制御装置は、マイクロステップによって前記ステッピングモーターを駆動して前記可動体を前記可動範囲内で移動させ、かつ前記被係止部が前記ストッパ部によって係止されるときに、前記ステッピングモーターの動力を増加させる
ことを特徴とする車両用表示装置。
前記駆動制御装置は、前記被係止部が前記ストッパ部によって係止されるときに、前記ステッピングモーターの駆動方式をマイクロステップからフルステップまたはハーフステップに切換えることにより、前記ステッピングモーターの動力を増加させる
請求項１に記載の車両用表示装置。
前記駆動制御装置は、前記被係止部が前記ストッパ部によって係止されるよりも前に前記ステッピングモーターの動力を増加させる
請求項１に記載の車両用表示装置。
前記収容部の内部の画像表示領域に画像を表示する液晶表示装置を備え、
前記可動体は、円環状の加飾部材であり、前記画像表示領域に位置づけられる
請求項１から３の何れか１項に記載の車両用表示装置。
前記液晶表示装置が前記画像表示領域に表示する画像は、虚像であり、
前記直線方向は、車両上下方向に沿った方向であり、
前記円環状の加飾部材は、車両上下方向に対する傾斜角を変化させながら前記直線方向に移動する
請求項４に記載の車両用表示装置。