KR20110073328A

KR20110073328A - 헤드업 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20110073328A
Application number: KR1020100131397A
Authority: KR
Inventors: 가즈히데 오오따; 다쯔야 사사끼; 진도 김
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소; 덴소풍성전자(주)
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2011-06-29
Also published as: KR101188033B1; JP5446837B2; JP2011131651A

Abstract

표시 유닛(2)으로부터 조사된 광을, 요면경(5)으로 반사시키는 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 요면경(5)의 양측에 제1 축부(10a)와 반대측의 제2 축부(10b)를 갖는다. 제1 축부(10a)는 구동용 모터부(16)의 출력축(16a)에 결합되고, 제2 축부(10b)는 く자형으로 절곡된 판 스프링으로 이루어지는 제2 스프링(15)이 장착되어 지지부(14)의 제2 축 구멍(13)에 삽입되어 있다. 또한, 모터부(16)측에, 모터부(16)의 백래쉬를 흡수하기 위한 제1 스프링(19)이 요면경(5)의 일부와 걸림부(19a) 사이에 걸려 있다. 이에 의해, 요면경(5)의 스러스트 운동을 제2 스프링(15)에 의해 흡수하여, 소음의 발생을 억지할 수 있다.

Description

헤드업 디스플레이 장치 {HEAD-UP DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시기가 발한 광학적 정보를 포함하는 표시광을, 차량의 윈드 실드에 투영하여 허상을 표시하는 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것이다. 특히, 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 차의 진동 시에 발생하는 요면경의 스러스트 방향의 진동을 억제하는 구조에 관한 것이다.

종래 알려져 있는 헤드업 디스플레이 장치로서, 특허문헌 1이 존재한다. 이 특허문헌 1은 하우징 내에 있어서, 표시 유닛으로부터 조사된 광학적 정보를 포함하는 표시광이, 반사 부재에 반사되어 프론트 글래스를 향해 출사되는 구성을 갖고, 반사 부재로서 요면경을 갖고 있다.

이와 같은 종래 알려져 있는 헤드업 디스플레이 장치로서, 본건 출원인이 실용화하고 있는 공지의 헤드업 디스플레이 장치의 일례를 도 7 및 도 8에 도시하여 설명한다. 도 7은 실용화되어 있는 공지의 헤드업 디스플레이 장치에 있어서의 요면경 부분의 사시도이다. 또한, 도 8은 도 7의 우측의 제1 스프링(192) 부분의 확대된 사시도이다.

도 7에 있어서, 이 헤드업 디스플레이 장치는 제2 지지부(14)의 우측에 스텝 모터를 내장한 모터부(16)를 갖고, 이 모터부(16)에 의해, 요면경(5)이 회전 구동되어, 탑승원의 체격에 맞춘 위치에 허상을 형성하도록, 요면경(5)의 각도가 조정되도록 되어 있다.

이 요면경(5)은 보유 지지 플레이트(50)와 일체의 양 축이 지지되어 회전한다. 스텝 모터로 이루어지는 모터부(16)의 내부에는 기어가 존재하고, 이 기어의 백래쉬를 흡수하기 위해, 양 축측에 각각 제1 스프링(191, 192)이 설치되어 있다.

보유 지지 플레이트(50)의 일단부에 제1 스프링(191, 192)의 일단부가 걸리고, 제1 스프링(191, 192)의 타단부가 케이스 기판(18)에 걸려 있다.

이에 의해, 요면경(5)의 회전 방향으로, 제1 스프링(191, 192)이 탄성력을 부여하여 백래쉬를 흡수하도록 하고 있다. 그리고, 백래쉬 흡수와 동시에, 요면경(5)의 스러스트 방향(S)에 있어서의 진동(덜걱거림)을 흡수하기 위해, 제1 스프링(191, 192)의 각각의 일단부가 요면경(5)의 보유 지지 플레이트(50)에 걸리고, 제1 스프링(191, 192)의 각각의 타단부(하단부)가, 케이스 기판(18)에 외측으로 넓어지도록 경사져서 걸려 있다.

이에 의해, 요면경(5)은 스러스트 방향(S)의 어떤 방향으로 움직여도, 제1 스프링(191, 192)으로부터, 그 움직임에 대향하는 탄성력을 받아, 스러스트 방향(S)의 움직임이 억제된다. 또한, 요면경(5)의 회전하는 각도는 플러스 마이너스 2도 정도이다.

일본공개특허 제2008-224791호 공보

상기 종래의 실시품과 같이, 차량의 진동 시에 발생하는 요면경(5)의 스러스트 방향(S)의 진동을 2개의 제1 스프링(191, 192)으로 억제하는 구조에서는, 도 8과 같이, 모터부(16)의 백래쉬를 억제하는 제1 스프링(192)(191도 마찬가지임)의 하단부가 외향(도 8 우측 상향)으로 넓어지는 각도(θ)를 부여하여 설치할 필요가 발생한다.

이에 의해, 스러스트 방향(S)(도 7)의 진동도, 제1 스프링(191, 192)으로 억제하는 구조로 되어 있다. 또한, 도 8은 우측의 제1 스프링(192)밖에 도시하고 있지 않지만, 좌측의 제1 스프링(191)도 하단부가 외향(도 7 좌향)으로 넓어지는 각도(θ)를 갖도록 설치되어 있다.

각도(θ)를 크게 하면, 스러스트 방향(S)(도 7)에 가해지는 힘이 커져, 스러스트 방향(S)의 진동에 대한 억제력이 강해지지만, 각도(θ)를 크게 함으로써, 전체의 크기(하우징으로 되는 케이스의 크기)가 커져 버린다.

이로 인해, 각도(θ)를 작게 하고, 제1 스프링(191, 192)의 스프링력을 강하게 할 필요가 있어, 결과적으로 요면경(5)을 회전시키기 위해, 출력 토크가 큰 모터부(16)(도 7)가 필요해지는 결점이 있었다.

이와 같이 종래 실시되고 있던 헤드업 디스플레이 장치에 있어서는, 2개의 제1 스프링(191, 192)이 외측으로 경사져서 배치되어, 스러스트 방향(S)의 움직임을 억제하도록 되어 있다. 그러나, 제1 스프링(191, 192)을 경사지게 하여 스러스트 방향(S)의 스프링력의 성분을 발생시키는 구성이므로, 스프링력을 어느 정도 강하게 하거나, 혹은 하우징을 크게 해야만 한다.

그러나, 제1 스프링(191, 192)의 스프링력이 강해지면, 모터부(16)의 대형화가 필요해진다. 반대로 모터부(16)를 소형화하려고 하여, 제1 스프링(191, 192)을 작게 하면, 스러스트 방향(S)의 진동 억제력이 약해져, 요면경(5)이 스러스트 방향(S)으로 진동하여 이음(異音)을 발생하는 결과로 된다.

이로 인해, 요면경(5)의 스러스트 방향(S)의 진동을 확실하게 억제하고, 또한 모터부(16)의 소형화가 가능해지는 구성이 요구되고 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 기술에 존재하는 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 모터부의 소형화가 가능하고 요면경의 스러스트 방향의 진동을 확실하게 억제할 수 있는 헤드업 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.

종래 기술로서 열거된 특허문헌의 기재 내용은 본 명세서에 기재된 기술적 요소의 설명으로서, 참조를 위해 도입 내지 원용할 수 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 하기의 기술적 수단을 채용한다. 즉, 청구항 1에 기재된 발명에서는, 회전축을 중심으로 회전하는 요면경 및 요면경의 회전축을 지지하는 지지체를 갖고, 표시 유닛으로부터 조사된 광을 요면경으로 반사시켜, 차량의 윈드 실드에 투영하여 표시를 행하는 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 요면경의 회전축은 요면경의 양측에 각각 설치된 제1 축부 및 제2 축부를 갖고, 지지체는 서로 대향하여 설치되어 제1 축부 및 제2 축부를 각각 지지하는 제1 지지부 및 제2 지지부를 갖고, 제1 축부는 요면경을 회전 구동하는 모터부와 결합되고, 당해 모터부에는 제1 축부의 회전에 따른 백래쉬가 구성 요소 사이에 발생하고, 요면경은 제1 지지부와의 사이에 개재 장착된 제1 스프링에 의해, 회전축의 회전 방향으로 가압되고, 요면경과 제2 지지부는 그들 사이에 개재 장착된 제2 스프링에 의해, 회전축의 스러스트 방향에 있어서 각각 서로 반대측으로 가압되는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 요면경과 제1 지지부 사이에 개재 장착된 제1 스프링에 의해, 요면경이 제1 축부의 회전 방향으로 가압됨으로써, 제1 축부에 결합된 모터부에 있어서의 백래쉬가 흡수될 수 있다. 또한, 요면경과 제2 지지부는 그들 사이에 개재 장착된 제2 스프링에 의해, 제2 축부의 스러스트 방향에 있어서 각각 서로 반대측으로 압박되므로, 요면경의 스러스트 운동이 흡수될 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 제1 지지부 및 제2 지지부는 각각 제1 축 구멍 및 제2 축 구멍을 갖고, 제1 축부는 제1 축 구멍에 의해 지지되고, 제2 축부는 제2 축 구멍에 의해 지지되어 있고, 제1 축부는 모터부의 출력축에 결합되고, 제2 축부는 제2 스프링이 장착되어 제2 지지부의 제2 축 구멍에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 제1 축부를 제1 축 구멍측에 의해 지지하고, 제2 축부를 제2 축 구멍측에 의해 확실하게 지지할 수 있다. 또한, 제2 축부는 제2 스프링이 장착되어 지지부의 제2 축 구멍에 삽입되어 있으므로, 제2 스프링이 제2 축 구멍의 주위와 요면경 사이에 끼워져, 스러스트 운동을 억제하여, 스러스트 진동에 수반하는 소음의 발생을 억지할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 제1 스프링은 회전축의 스러스트 방향에 대해, 그 직각 방향으로부터 소정 각도 외측으로 기울어지도록 요면경과 제1 지지부 사이에 걸려 있고, 이 기울기에 의해, 회전축의 스러스트 방향에 있어서 제1 지지부측으로 요면경을 가압하는 스프링력을 발생시키는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 요면경의 스러스트 방향의 진동을 억제하기 위해, 경사져서 설치된 제1 스프링에 추가하여, 스러스트 방향의 진동을 억제하는 제2 스프링을 삽입하는 구조로 하고 있다. 따라서, 제1 스프링의 스프링력을 약하게 하는 것이 가능해져, 2개 필요했던 제1 스프링을 1개로 할 수 있다. 이 결과, 모터부에 요구되는 출력 토크가 작아져, 모터부의 소형화가 가능해진다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 제2 스프링에 제2 축부가 삽입되는 관통 구멍이 형성되고, 관통 구멍을 중심으로 하여 회전하는 제2 스프링이 걸리는 스토퍼가 제2 지지부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 제2 스프링은 스토퍼에 의해 회전이 방지되어 있으므로, 제2 스프링이 지지부의 단부로부터 벗어나는 경우가 없다.

청구항 5에 기재된 발명에서는, 제2 스프링은 제1 지지부와 제2 지지부 사이에 있어서 회전축의 스러스트 방향으로 요면경이 변위됨으로써, 그 변위 스트로크에 따른 스프링력을 발생하여, 그들 변위 스트로크와 스프링력의 관계가 선형 관계로 되는 탄성 영역 내에 사용 범위가 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 차량이 극히 큰 요철의 노면을 주행한 경우에 있어서, 스러스트 방향에 최대 하중이 발생해도, 스프링의 내구성이 손상되지 않고, 또한 변위 스트로크가 최소의 상태라도, 스러스트 진동을 흡수하여, 요면경으로부터 스러스트 진동에 수반하는 소음이 발생하지 않도록 할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명에서는, 제2 스프링은 선단이 제1 지지부측으로 돌출되도록 절곡된 튀어 오름부를 양단부에 갖고, 그들 튀어 오름부가 제2 지지부의 표면에 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 양단부의 튀어 오름부에 의해, 제2 스프링이 변형될 때의 마찰력을 저감시키고 있으므로, 이음이 발생하지 않고, 약한 스러스트력으로부터 강한 스러스트력에 걸쳐서, 스러스트 방향의 진동을 양호하게 억제할 수 있다.

청구항 7에 기재된 발명에서는, 제2 스프링은 양단부의 튀어 오름부가 각각 제2 지지부에 접촉하고, 그들 튀어 오름부 사이에 요면경측으로 돌출되도록 절곡된 절곡부를 갖고, 당해 절곡부가 요면경에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 제2 스프링은 양단부의 튀어 오름부와, 절곡부의 3개의 위치에서 요면경과 제2 지지부 사이에 끼워져, 요면경을 제2 지지부로부터 이격되는 방향으로 가압하여, 요면경으로부터 스러스트 진동에 수반하는 소음이 발생하지 않도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 있어서의 헤드업 디스플레이의 개요 구성도.
도 2는 상기 실시 형태에 있어서의 각 부품을 분해하여 표시한 헤드업 디스플레이 장치의 요면경 부분의 사시도.
도 3은 상기 실시 형태에 있어서의 각 부품을 조립 부착한 헤드업 디스플레이 장치의 요면경 부분의 사시도.
도 4는 상기 실시 형태에 있어서의 요면경의 스러스트 운동을 억제하는 제2 스프링의 정면도.
도 5는 도 4의 제2 스프링의 측면을 모식적으로 도시하여, 변형 상태를 설명하는 설명도.
도 6은 상기 실시 형태에 있어서, 횡축에, 스러스트력을 받아 변형되는 변위 스트로크를 나타내고, 종축에 스프링력을 나타낸 제2 스프링의 특성도.
도 7은 공지의 헤드업 디스플레이 장치의 요면경 부분의 사시도.
도 8은 도 7의 우측의 제1 스프링 부분의 확대된 사시도.

(일 실시 형태)

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해 도 1 내지 도 6을 사용하여 상세하게 설명한다. 우선, 도 1에 기초하여, 일 실시 형태의 헤드업 디스플레이의 개요 구성에 대해 설명한다.

도 1에 있어서, 본 실시 형태에 의한 헤드업 디스플레이 장치는, 예를 들어 자동차 등의 차량에 탑재되는 것으로, 하우징(1)과, 표시 유닛(2)과, 백라이트 유닛(3)과, 반사 부재(4)와, 요면경(5)을 구비하고 있다.

또한, 표시 유닛(2) 및 백라이트 유닛(3)을 통해 생성되어, 제1 반사 부재(4) 및 요면경(5)을 통해 반사되는 표시광(L)을, 차량의 윈드 실드(6)에 투영하여 표시를 행한다. 표시 내용으로서는, 예를 들어 각종 차량 정보 및 내비게이션 정보 등을 들 수 있다.

하우징(1)은, 예를 들어 흑색의 합성 수지로 이루어지고, 표시 유닛(2), 백라이트 유닛(3), 제1 반사 부재(4), 요면경(5)을 내부에 수용하는 것 외에, 프론트 글래스(6)에 대향하는 측에는 표시광(L)을 프론트 글래스(6)를 향해 출사시키는 출사부(7)가 형성되고, 이 출사부(7)는 투광성 커버(8)로 덮여 있다.

표시 유닛(2)은 백라이트 유닛(3)으로부터의 광을 받아 표시광(L)을 형성하는 것이다. 백라이트 유닛(3)은 도시하지 않은 광원 기판 상에 간격을 두고 복수개 배치된, 발광 다이오드로 이루어지는 광원과, 이 광원으로부터의 광을 입사하여 표시 유닛(2)을 향해 방사하는 렌즈 부재와, 광원 및 렌즈 부재를 수납하는 광원 케이스를 구비하고 있다.

반사 부재(4)는, 예를 들어 평면 미러로 이루어지고, 표시 유닛(2)으로부터의 표시광(L)을 요면경(5)에 반사한다. 요면경(5)은 반사 부재(4)를 통해 반사된 표시광(L)을, 출사부(7)를 향해 반사하고, 이와 같이 반사된 표시광(L)은 출사부(7)에 설치된 투광성 커버(8)를 투과하여, 윈드 실드(6) 상에 조사되어 있다. 이에 의해, 차량의 탑승원(P)은 허상을 풍경과 중첩시켜 시인할 수 있다.

도 2는 각 부품을 분해하여 표시한 헤드업 디스플레이 장치의 요면경 부분의 사시도이다. 이 도 2에 있어서, 요면경(5)은 거울로 이루어지는 요면경 본체(51)와, 이 요면경 본체(51)를 지지하는 합성 수지제의 보유 지지 플레이트(50)로 이루어지고, 보유 지지 플레이트(50)에 형성된 회전축(10)을 중심으로 하여 회전 가능하다.

이 회전 각도는 시계 방향, 반시계 방향 모두 약 2도 정도이다. 이 회전에 의해, 탑승원의 눈의 높이, 즉 신장에 따라서, 표시광이 프론트 글래스(6)에 조사되는 점의 위치를 변경하여, 상기 허상이 발생하는 높이를 임의로 조정할 수 있다. 이 조정은 도시하지 않은 조작 스위치를 조작함으로써, 탑승원의 의사에 의해 임의로 조정할 수 있다.

그리고, 이 조정은 회전축(10) 중 좌측의 제1 축부(10a)에 설치된 모터부(16)(도 2)의 스텝 모터를 회전시킴으로써 행해진다. 이 경우, 스텝 모터의 출력을 감속 기어로 감속하여 제1 축부(10a)를 플러스 마이너스 2도의 미소 각도만큼 회전시킴으로써 조정을 행하고 있다. 즉, 모터부(16)는 감속 기구를 내장한 기어드모터로 이루어진다. 또한, 이러한 종류의 헤드업 디스플레이 장치는 탑재 스페이스가 한정된 차량의 계기판 내에 탑재되므로, 밀리 단위에서의 소형화가 요구되고 있다.

다음에, 도 3은 각 부품을 조립 부착한 헤드업 디스플레이 장치의 요면경 부분의 사시도이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 도 1의 하우징(1) 및 케이스 기판(18)으로 이루어지는 지지체(18)와 일체의 제1 지지부(11)와 제2 지지부(14)[이하, 단순히 지지부(11, 14)라고도 함]는, 전체가 U자 형상으로 절곡된 금속판으로 형성되어 있고, 이 지지부(11, 14)에는 요면경(5)의 회전축(10)을 삽입하는 축 구멍(12, 13)이 각각 천공되어 있다.

요면경(5)은 만곡된 평판 형상의 형상을 갖고, 좌우 양측에 전체적으로 회전축(10)을 이루는 제1 축부(10a)와 제2 축부(10b)[이하, 단순히 축부(10a, 10b)라고도 함]를 볼록 설치하여 형성하고 있다. 여기서, 도 2의 우측의 제2 축부(10b)는 통상의 막대 형상이고, 제2 지지부(14)의 제2 축 구멍(13)에, 제2 스프링(15)이 장착된 후에 삽입된다.

또한, 도 2의 좌측의 제1 축부(10a)는 중심에 사각 형상의 구멍(10c)이 형성되고, 이 제1 축부(10a)는 제1 지지부(11)에 형성된 제1 축 구멍(12)에 대향하는 위치에 배치된다. 그리고, 모터부(16)의 출력축(16a)이 제1 축 구멍(12)에 삽입되어 제1 축부(10a)의 구멍(10c)과 끼워 맞추어짐으로써, 모터부(16)의 회전에 의해, 제1 축부(10a)를 통해 요면경(5)이 회전하도록 구성되어 있다.

도시하지 않은 제어 회로로부터의 신호는 커넥터(16d)와 모터 하우징(16e)으로부터 도출된 배선(16c)으로 통하고 있다. 이에 의해, 모터부(16)는 탑승원의 조작에 따라서, 출력축(16a)을, 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전시켜, 요면경(5)을 미소 각도만큼 회전시키는 것이다.

U자 형상으로 절곡된 지지부(11, 14)는 하측의 케이스 기판(18)(도 3)과 일체로 설치되어 있고, 이 케이스 기판(18)의 좌측에는 제1 스프링(19)의 일단부를 보유 지지하는 하측 스프링 걸림부(19a)가 볼록 설치되어 있다. 또한, 우측의 U자 형상으로 절곡된 지지부(14)의 일단부에는 제2 스프링(15)의 회전을 저지하는 스토퍼(14a)(14b는 숨겨져 있음)가 형성되어 있다.

또한, 도 1에서는 이 스토퍼[14a(14b)] 중 상측의 스토퍼(14a)만이 도시되고, 하측의 스토퍼(14b)는 숨겨져 있다. 제2 스프링(15)은, 도 4, 도 5에 도시한 바와 같이 전체적으로 직사각 형상이고, 측면에서 볼 때 く자 형상으로 절곡되어 있다. 또한, 제2 스프링(15)은 양단부에 U자 형상의 튀어 오름부(15a, 15b)를 가진 구성이다. 이 제2 스프링(15)은 중앙 부분에 요면경(5)(도 2)의 제2 축부(10b)가 삽입되는 관통 구멍(15c)이 형성된 스프링 부재로 이루어진다.

다음에, 상기 구성의 조립 부착 방법에 대해 설명한다. 도 2에 있어서, 제1 축부(10a)를 제1 축 구멍(12)과 대향시킨다. 우측의 제2 축부(10b)는 미리 제2 스프링(15)을 삽입한 후, 제2 지지부(14)의 제2 축 구멍(13)에 삽입한다. 따라서, 제2 스프링(15)은 제2 지지부(14)의 좌측 측면과 요면경(5)의 우측 측면 사이에 끼워지게 된다.

또한, 좌측의 제1 축부(10a)는 중심에 사각 형상의 구멍(10c)을 갖고, 이 제1 축부(10a)를, 제1 지지부(11)에 형성된 제1 축 구멍(12)에 대향시킨 후, 나사(20, 21)를 사용하여, 모터부(16)가 제1 지지부(11)에 설치되고, 모터부(16)의 출력축(16a)이, 요면경(5)의 좌측 단부의 제1 축부(10a)의 구멍(10c)에 삽입된다. 이 모터부(16)의 출력축(16a)의 선단은 제1 축부(10a)의 사각 형상의 구멍(10c)에 합치하는 사각 형상의 돌기로 되어 있고, 양자는 결합에 의해 함께 회전 가능해진다.

이와 같이 하여, 요면경(5)과 모터부(16)를 지지부(11, 14)에 설치한 후, 도 3과 같이, 제1 스프링(19)을, 케이스 기판(18)에 설치한 하측 스프링 걸림부(19a)와 요면경(5)의 보유 지지 플레이트(50)의 상측 스프링 걸림부(23) 사이에 설치한다.

이에 의해, 제1 스프링(19)의 스프링력에 의해 요면경(5)에 일방향으로 회전하려고 하는 힘이 작용하여, 모터부(16)에 의해 요면경(5)을 다른 방향으로 회전시킨 경우에, 제1 스프링(19)으로부터의 탄성력을 받는다.

따라서, 모터부(16) 내부의 기어 등에 의한 백래쉬가, 제1 스프링(19)에 의해 억제되도록 되어 있다. 또한, 이 구성 작용 자체는, 종래부터 사용되고 있는 것이다.

또한, 제1 스프링(19)의 하측 스프링 걸림부(19a)는, 도 3과 같이 약간 외측(도 3의 좌측)에 근접하여 위치하고 있고, 제1 스프링(19)은 외측에 각도를 부여하여 경사지게 하여 설치하고 있지만, 이 경사 각도는 작아도 좋고, 또한 전혀 경사지게 하지 않고 설치해도 좋다. 이 제1 스프링(19)을 경사지게 하는 점은, 종래와 동일하지만, 종래보다도 경사 각도를 완만하게, 혹은 경사 없이도 설치된다.

제2 스프링(15)은 요면경(5)의 스러스트 방향의 움직임을 스프링력으로 억제하도록 구성되어 있다. 또한, 제2 스프링(15)은 직사각 형상이고, 제2 축부(10b)를 중심으로 하여 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 회전할 수 있는 판이지만, 이 회전을 규제하기 위해, 케이스부(14)에는 제2 스프링(15)의 회전을 저지하는 스토퍼(14a)(14b는 숨겨져 있음)가 형성되어 있고, 이 스토퍼[14a(14b)]에, 제2 스프링(15)의 도 2의 종이면 깊이측의 측변부(15h)가 접촉함으로써, 시계 방향 및 반시계 방향의 제2 스프링(15)의 회전이 저지되도록 되어 있다.

모터부(16)는 백래쉬가 있는 상태에서, 요면경(5)을 모터부(16)에 의해 회전시키면, 정지한 상태에 있어서도, 백래쉬에 의해 요면경(5)이, 시계 방향 혹은 반시계 방향으로 미소 각도 진동하는 결과로 되어 바람직하지 않다.

따라서, 도 3과 같이, 제1 스프링(19)의 일단부를 모터부(16)가 설치된 측의 요면경(5)의 보유 지지 플레이트(50)의 상측 스프링 걸림부(23)에 걸고, 제1 스프링(19)의 타단부를, 도 3과 같이, 케이스 기판(18)의 하측 스프링 걸림부(19a)에 걸어, 제1 스프링(19)의 스프링력으로, 백래쉬에 수반하는 진동을 억제하도록 하고 있다.

또한, 제1 스프링(19)은 도 3과 같이, 소정 각도 제1 스프링(19)의 하측 제1 스프링 걸림부(19a)의 설치 위치를, 외측, 즉 도 3의 좌측에 근접시켜 설치하고, 경사지게 하여 설치하고 있으므로, 요면경(5)을 스러스트 방향(S)의 좌측으로 끌어당기는 작용을 제1 스프링(19)이 행하고, 이에 의해 제2 스프링(15)과 함께, 요면경(5)의 스러스트 방향(S)의 진동을 억제하고 있다.

제2 스프링(15)은 제2 지지부(14)의 좌측 측면과 요면경(5)의 우측 측면 사이에 끼워져 스러스트 방향(S)의 요면경(5)의 움직임을 억제하기 위해, 항상 요면경(5)에 좌측 방향의 스프링력을 작용시키고 있다.

또한, 도 2에 도시된 좌측의 제1 축부(10a), 사각 형상의 구멍(10c), 모터부(16)의 출력축(16a) 및 제1 지지부(11)에 형성된 제1 축 구멍(12)은, 도 3에서는 숨겨져 있다. 모터부(16)는 배선(16c) 및 커넥터(16d)를 통해 전원 및 제어 신호가 공급되고 있다.

케이스 기판(18)은 도 1의 하우징(1)의 일부를 이루는 하우징부(25)에 볼트(26, 27)에 의해 설치되어 있다.

하측 스프링 걸림부(19a)와 동일한 하측 스프링 걸림부(19a1)가, 도 3의 우측에도 설치되어 있지만, 이 부분에는 제1 스프링(19)이 설치되지 않는다. 차량의 우측 핸들과 좌측 핸들에 의해, 모터부(16)의 설치 위치가 좌우 역전되므로, 하측 스프링 걸림부(19a1)를 예비로 설치하고 있지만, 없어도 좋다.

이하, 도 4 및 도 5에 기초하여, 제2 스프링(15)의 스프링력의 작용에 대해 설명한다. 도 4는 제2 스프링(15)의 정면도이다. 또한, 도 5는 제2 스프링(15)의 측면을 모식적으로 도시하여 변형 상태를 설명하는 설명도이다. 도 4에 있어서, 제2 스프링(15)은, 상술한 바와 같이 く자 형상으로 절곡한 형상을 갖고 있다. 그리고, 중심 부분에 절곡부(15d)를 갖고, 이 절곡부(15d)에 관통 구멍(15c)이 형성되어, 요면경(5)의 제2 축부(10b)(도 2)가 삽입된다.

그리고, 이 절곡부(15d)에서 요면경(5)으로부터의 스러스트력을 받는 구성으로 되어 있다. 도 5에 있어서, 스러스트력을 받으면, 제2 스프링(15)의 절곡부(15d)(도 4, 도 5)가, L1, L2, L3과 같이 이동하여, 제2 스프링(15)이 변형된다.

이때, 도 5에 있어서, 제2 스프링(15)의 좌우 단부가 제2 지지부(14)의 좌측면을 따라서 이동하지만, 제2 스프링의 선단이 제1 지지부(11)측을 향하도록 절곡되어 형성된 튀어 오름부(15a, 15b)를 좌우에 설치하고 있으므로, 제2 스프링(15)과 제1 지지부(14)의 표면 사이의 마찰이 경감되어, 제2 스프링(15)은 원활하게 변형할 수 있도록 되어 있다.

이와 같이, 제2 스프링(15)은 스러스트력을 받았을 때의 변형에 의해, 도 5의 상하로 신장되고, 이때에, 튀어 오름부(15a, 15b)가 제2 지지부(14)와 선접촉의 상태로 미끄럼 접촉한다.

또한, 제2 스프링(15)은 관통 구멍(15c)을 중심으로 하여 시계 방향, 혹은 반시계 방향으로 회전하는 경우가 있다. 그러나, 회전하면, 제2 스프링(15)이, 도 3의 상하 방향으로 연장되는 제2 지지부(14)의 평면 영역으로부터 벗어날 가능성이 있으므로, 제2 지지부(14)로부터 잘라 세워진 스토퍼(14a)(14b는 도시되어 있지 않음)가, 제2 스프링(15)의 도 3의 종이면 깊이측의 측변부(15h)에 접촉하여, 제2 스프링(15)의 롤링이 방지된다.

이와 같은 제2 스프링(15)을 사용함으로써, 일반적인 제2 스프링인 접시 스프링과 같은 원형의 스프링에 비하면, 제2 지지부(14)에 있어서의 도 3의 화살표 Y방향의 폭을 작게 할 수 있어, 헤드업 디스플레이 장치의 밀리 단위에서의 소형화에 기여하고 있다.

또한, 도 5에 있어서, 변위 스트로크 최소에서는, 절곡부(15d)가 L1의 위치로 되고, 설계 중심은 L2의 위치로 되도록 설계되어 있다. 또한, 최악의 악로(돌밭길)를 주행한 경우에는, 변위 스트로크가 최대로 되어, L3의 위치에, 제2 스프링(15)의 절곡부(15d)가 위치한다. 이 변위 스트로크 최대 시에도 제2 스프링(15)이 소성 변형되지 않도록 설계되어 있다.

다음에, 도 6은 횡축에, 스러스트력을 받아 변형되는 변위 스트로크(δ)를 나타내고, 종축에 이 변위 스트로크(δ)에 수반하여 발생하는 제2 스프링(15)의 스프링력(P)을 나타낸 제2 스프링(15)의 특성도이다.

변위 스트로크(δ)의 증가에 따라서, 스프링력(P)은 직선적으로 증가하지만, 응력 한계(LT)를 초과하면, 제2 스프링(15)이 소성 변형된다. 따라서, 제2 스프링(15)은 응력 한계(LT)를 초과하지 않는 직선 영역에서 사용된다. 즉, 도 6의 변위 스트로크(L1 내지 L3)의 설계 범위 내에서의 변위 스트로크(δ)에 의해 제2 스프링(15)이 변형되도록 설계되어 있다.

그리고, 변위 스트로크가 최소(L1)일 때에도, 스프링력(P1)에 있어서, 충분한 스러스트 방향 진동이 억제되고 있다. 또한, 차량이 극단적인 악로를 주행한 경우의 변위 스트로크(L3)에 있어서도, 제2 스프링(15)의 변형이, 응력 한계(LT)를 초과하지 않도록 설계되어 있다.

또한, 도 3의 모터부(16)의 백래쉬를 억제하는 제1 스프링(19)은 모터부(16)에 가까운 좌측 단부 위치에 설치함으로써, 제1 스프링(19)의 스프링력을 작게 하고 있다. 또한, 이 제1 스프링(19)의 개수는 제2 스프링(15)을 우측 단부측에 설치한 것에 의해, 종래와 달리 1개라도 좋다.

또한, 모터부(16)의 설치 위치는, 도 3에 있어서는 좌측에 설치하고, 제2 스프링(15)은 우측에 설치하였지만, 이는 차량의 우측 핸들 또는 좌측 핸들의 차이에 의해, 좌우를 교체할 수 있다.

또한, 도 3에 있어서, 비스듬히 경사져서 설치된 제1 스프링(19) 및 제2 스프링(15)은 요면경(5)의 스러스트 방향(S)의 진동(스러스트 덜걱거림)과 함께, 모터부(16)의 출력축(16a)(도 2)의 스러스트 덜걱거림도 흡수할 수 있다. 또한, 스러스트 방향(S)의 힘을 받는 제2 스프링(15)의 작용만으로도, 이들 스러스트 덜걱거림을 흡수할 수 있다.

또한, 요면경(5)은 스러스트 방향(S)으로 긴 구조이다. 따라서, 이 스러스트 방향의 주위에 비틀림이 발생할 수 있다. 도 3에 있어서, 모터부(16)측에 제1 스프링(19)을 설치한 것은 요면경(5)의 스러스트 방향(S) 주위의 상기 비틀림에 의한 악영향을 없애기 위해서이다. 덧붙여서 말하면, 모터부(16)와 반대측(도 3 우측)에 제1 스프링(19)을 장착하면, 요면경(5)의 스러스트 방향(S) 주위의 비틀림의 영향으로, 백래쉬 억제 효과가 감소한다.

이상에 서술한 바와 같이 본 발명의 일 실시 형태에서는, 요면경(5)의 스러스트 방향(S)의 진동을 억제하기 위해, 제1 스프링(19)에 추가하여, 스러스트 방향(S)의 힘을 직접적으로 억제하는 제2 스프링(15)을 삽입하는 구조로 하고 있다.

이 구조에서는 종래품과 달리, 스러스트 방향(S)의 진동을, 경사지게 하여 설치한 제1 스프링(19)만으로 억제할 필요가 없으므로, 제1 스프링(19)의 스프링력을 약하게 하는 것이 가능해져, 2개 필요했던 제1 스프링(19)을 1개로 할 수 있다.

이 결과, 모터부(16)에 요구되는 출력 토크가 작아져, 모터부(16)의 소형화가 가능해진다. 또한, 스러스트 방향(S)의 힘을 제2 스프링(15)으로 직접적으로 받아내는 구조로 되어 있으므로, 스러스트 방향(S)의 진동에 강하고, 요면경(5)이 스러스트 방향(S)으로 진동하여 발생하는 채터링음을 확실하게 억제할 수 있다.

(그 밖의 실시 형태)

본 발명은, 상술한 실시 형태로만 한정되는 것은 아니고, 다음과 같이 변형 또는 확장할 수 있다. 예를 들어, 상술한 일 실시 형태에서는, 제1 스프링을 1개로 하였지만, 좌우 양측에 설치해도 상관없다.

또한, 제2 스프링은 판 스프링으로 한정되지 않고, 접시 스프링이나 도 3의 좌우 방향으로 신장되는 코일 형상의 코일 스프링을 사용해도 좋다. 이 경우, 제2 스프링의 양측에 와셔를 배치해도 좋다.

또한, 도 3의 제1 스프링(19)은 경사지게 하여 설치하지 않아도 좋다. 또한, 이 백래쉬 흡수용 제1 스프링은 평면 상에 소용돌이치는 것과 같은 스프링 형상의 태엽 스프링을 채용하여, 모터부의 출력축 또는 요면경의 축부와 지지부측의 고정 부재 사이에 장착해도 좋다. 이것에 의해서도, 요면경이, 상기 요면경과 제1 지지부 사이에 개재 장착된 제1 스프링을 이루는 태엽 스프링에 의해, 회전축의 회전 방향으로 가압되게 되어, 모터부의 출력축 또는 요면경의 축부에 대해, 회전 방향의 바이어스력을 가하여, 백래쉬를 흡수할 수 있다.

또한, 상기 백래쉬 흡수용의 평면 형상의 태엽 스프링을, 모터부에 내장해 버릴 수도 있다. 즉, 모터부의 모터 하우징의 내부에, 백래쉬를 흡수하기 위한 탄성력을 발생하는 태엽 스프링으로 이루어지는 제1 스프링을, 요면경측의 회전측이 되는 모터부의 출력축과, 지지부에 고정된 고정측이 되는 모터 하우징 사이에 설치해도 좋다. 이것에 의해서도, 요면경과 제1 지지부 사이에 개재 장착된 제1 스프링을 이루는 태엽 스프링에 의해, 요면경이 회전축의 회전 방향으로 가압되게 되고, 또한 이에 의해, 부품 개수의 삭감이 가능해진다.

또한, 지지체의 각 지지부에 축 구멍을 형성하여, 이 축 구멍에 의해 요면경의 보유 지지 플레이트에 형성된 축부를 지지하였지만, 지지부에 돌기를 설치하고, 또한 요면경의 보유 지지 플레이트에 형성된 축부측에 끼워 맞춤용 구멍을 형성하여, 상기 케이스 기판의 돌기와 끼워 맞춤용 구멍을 끼워 맞추어, 요면경을 케이스 기판에 지지하는 구조로 해도 좋다. 또한, 상술한 바와 같이, 도 3에 있어서, 모터부(16)와, 제1 스프링(19)을 우측에 설치하고, 제2 스프링(15)을 좌측에 설치해도 좋다.

Claims

회전축을 중심으로 회전하는 요면경 및 상기 요면경의 상기 회전축을 지지하는 지지체를 갖고, 표시 유닛으로부터 조사된 광을 상기 요면경으로 반사시켜, 차량의 윈드 실드에 투영하여 표시를 행하는 헤드업 디스플레이 장치에 있어서,
상기 요면경의 상기 회전축은 상기 요면경의 양측에 각각 설치된 제1 축부 및 제2 축부를 갖고,
상기 지지체는 서로 대향하여 설치되어 상기 제1 축부 및 상기 제2 축부를 각각 지지하는 제1 지지부 및 제2 지지부를 갖고,
상기 제1 축부는 상기 요면경을 회전 구동하는 모터부와 결합되어, 당해 모터부에는 상기 제1 축부의 회전에 따른 백래쉬가 구성 요소 사이에 발생하고,
상기 요면경은 상기 요면경과 상기 제1 지지부 사이에 개재 장착된 제1 스프링에 의해, 상기 회전축의 회전 방향으로 가압되고,
상기 요면경과 상기 제2 지지부는 그들 사이에 개재 장착된 제2 스프링에 의해, 상기 회전축의 스러스트 방향에 있어서 각각 서로 반대측으로 가압되는 것을 특징으로 하는, 헤드업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 지지부 및 제2 지지부는 각각 제1 축 구멍 및 제2 축 구멍을 갖고,
상기 제1 축부는 상기 제1 축 구멍에 의해 지지되고, 상기 제2 축부는 상기 제2 축 구멍에 의해 지지되어 있고,
상기 제1 축부는 상기 모터부의 출력축에 결합되고, 제2 축부는 상기 제2 스프링이 장착되어 상기 제2 지지부의 상기 제2 축 구멍에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는, 헤드업 디스플레이 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 스프링은 상기 회전축의 스러스트 방향에 대해, 그 직각 방향보다 소정 각도 외측으로 기울어지도록, 상기 요면경과 상기 제1 지지부 사이에 걸려 있고, 이 기울기에 의해, 상기 회전축의 스러스트 방향에 있어서 상기 제1 지지부측으로 상기 요면경을 가압하는 스프링력을 발생시키는 것을 특징으로 하는, 헤드업 디스플레이 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 스프링에, 상기 제2 축부가 삽입되는 관통 구멍이 형성되고, 상기 관통 구멍을 중심으로 하여 회전하는 상기 제2 스프링이 걸리는 스토퍼가, 상기 제2 지지부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 헤드업 디스플레이 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 스프링은 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 있어서 상기 회전축의 스러스트 방향으로 상기 요면경이 변위됨으로써, 그 변위 스트로크에 따른 스프링력을 발생하고, 그들 변위 스트로크와 스프링력의 관계가 선형 관계로 되는 탄성 영역 내에 사용 범위가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는, 헤드업 디스플레이 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 스프링은 선단이 상기 제1 지지부측으로 돌출되도록 절곡된 튀어 오름부를 양단부에 갖고, 그들 튀어 오름부가 상기 제2 지지부의 표면에 미끄럼 접촉하는 것을 특징으로 하는, 헤드업 디스플레이 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 스프링은 상기 양단부의 상기 튀어 오름부가 각각 상기 제2 지지부에 접촉하고, 그들 튀어 오름부 사이에 상기 요면경측으로 돌출되도록 절곡된 절곡부를 갖고, 당해 절곡부가 상기 요면경에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는, 헤드업 디스플레이 장치.