WO2014163128A1

WO2014163128A1 - ヘッドアップディスプレイ装置

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Publication number: WO2014163128A1
Application number: PCT/JP2014/059805
Authority: WO
Inventors: 幸夫小笠原
Original assignee: 日本精機株式会社
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2014-10-09
Also published as: US20160048026A1; US9551875B2; JP6044838B2; EP2983032A1; EP2983032A4; CN105074540A; EP2983032B1; CN105074540B; JP2014202884A

Abstract

　異音が発生する虞のないヘッドアップディスプレイ装置を提供する。　表示光Ｍを発する液晶表示器２０と、表示光Ｍを反射させる凹面鏡Ｄ１と、凹面鏡Ｄ１を回動動作させるモータ装置１とを備え、モータ装置１は、モータ本体１１０から突出するモータ軸１５０を備えたモータ１０と、モータ軸１５０に連結され、外周面２０に螺旋溝２１が形成されたウォーム２と、螺旋溝２１に噛合する歯部３６を備えるとともにモータ１０からの駆動力を凹面鏡Ｄ１へと伝達するウォームホイール３とを有し、ウォーム２の内部には、モータ本体１１０側となるウォーム２の端面２９２からウォーム２の軸線方向に延在する穴部２３が形成され、穴部２３には、ウォーム２をモータ本体１１０側とは反対側に付勢し、モータ軸１５０をモータ本体１１０側に付勢する圧縮コイルバネ８が配置されている。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置

　本発明は、表示器が発した表示光を車両のフロントガラス等の投影部材に投影し、観察者に対し虚像表示を行うヘッドアップディスプレイ装置に関するものである。

　従来より、この種のヘッドアップディスプレイ装置にあっては、例えば下記特許文献１に記載されているものが知られている。この特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置は、表示光を発する表示器と、この表示器から発せられる表示光を反射させる反射部材と、表示器及び反射部材を収納するハウジングとから主に構成され、反射部材によって反射された表示光をハウジングに形成された透光部を通じて車両のフロントガラスである投影部材に投影し、観察者に対し虚像の表示を行うるものである。

　この場合、反射部材は、表示器からの表示光を反射させる凹面鏡と、この凹面鏡を保持する略平板形状の合成樹脂からなるミラーホルダと、このミラーホルダの外方に向けて部分的に突出形成される被動力伝達部である突出片に動力を伝達させることでミラーホルダを所定の回動軸線を中心として回動させ、ミラーホルダの角度位置を調整可能な位置調整手段とを備えている。

　この位置調整手段は、通電により回転駆動力を発生するステッピングモータ及びこのステッピングモータから延出する回転軸を備えるとともに回転軸周面にネジ溝であるリードスクリュー部の形成された駆動手段と、ステッピングモータを不動状態に固定支持すると同時にリードスクリュー部先端を軸支する断面略Ｕ字形状からなる金属製の支持体と、環状内周面にリードスクリュー部の所定箇所と螺合するネジ螺合部を有しリードスクリュー部の回転により与えられた推力によってリードスクリュー部の軸方向に沿い往復移動するナットと、リードスクリュー部と平行状態をなすように支持体に嵌合されたガイドシャフトと、ベース部である基部にナットの両側面と各々当接する一対の当接面が形成されるとともに前記基部の前方に突出する一対の対向壁にミラーホルダの前記突出片をサンドイッチする半球形状からなる一対の突起部が形成された動力伝達部材とから主に構成されている。

　このように構成された位置調整手段は、ステッピングモータの駆動に伴いリードスクリュー部が回転駆動されると、このリードスクリュー部の回転によりリードスクリュー部に螺合されたナットが軸方向に沿い往復移動し、このナットの往復移動に同期して例えばナットにおける前記両側面のうち一方の側面には、前記一対の当接面において、前記一方の側面と当接する側の一方の当接面箇所に前記推力が作用する。

　かかる推力の作用によって、動力伝達部材が、ガイドシャフトに案内された状態でナットの往復移動に同期して前記軸方向に沿い移動（往復移動）する。すると、動力伝達部材の移動に伴い、動力伝達部材に備えられる前述した一対の突起部間にサンドイッチされた前記突出片（被動力伝達部）にはミラーホルダを前記回動軸線を中心として回動させるような動力が伝達される。

　このことは、前記突出片への動力伝達によりミラーホルダ並びにミラーホルダに保持された凹面鏡が、前記回動軸線を中心として所定角度だけ回動することを意味する。そして、このように凹面鏡を角度移動させることで、前記表示光の前記フロントガラスに対する投射方向が調整され、これに伴い観察者が視認可能な虚像の位置をフロントガラスの上下方向に移動することが可能となる。

特開２００９－７３４６１号公報

　しかしながら、特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置の場合、回転駆動力を受けてステッピングモータが駆動すると、ステッピングモータの振動が、ステッピングモータの回転軸周面に形成されたリードスクリュー部、リードスクリュー部に螺合するナット、ナットの往復移動に同期して移動する動力伝達部材、動力伝達部材からの動力の伝達を受けて回動するミラーホルダ（凹面鏡）へと順次、伝わり、異音が発生する虞がある。
　そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、異音が発生する虞のないヘッドアップディスプレイ装置の提供を目的とするものである。

　本発明は、表示光を発する表示器と、前記表示光を反射させる反射部材と、前記表示器及び前記反射部材を収容するハウジングとを備え、前記反射部材によって反射された前記表示光を前記ハウジングに形成された透光部を通じて投影部材に投影して観察者に対し表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、前記反射部材を回動動作させる駆動手段を備え、前記駆動手段は、モータ本体から突出するモータ軸を備えたモータと、前記モータ軸に連結され、外周部に螺旋溝が形成されたウォームと、前記螺旋溝に噛合する歯部を備えるとともに前記モータからの駆動力を前記反射部材へと伝達するウォームホイールとを有し、前記ウォームの内部には、前記モータ本体側となる前記ウォームの一端側から前記ウォームの軸線方向に延在する穴部が形成され、前記穴部には、前記ウォームを前記モータ本体側とは反対側に付勢し、前記モータ軸を前記モータ本体側に付勢する弾性部材が配置されていることを特徴とする。

　また本発明は、前記穴部は、前記螺旋溝が形成されている位置まで届くように、前記軸線方向に延在していることを特徴とする。

　また本発明は、前記ウォームの内部では、前記穴部に対して前記ウォームの一端側と反対側で前記穴部に連通する窪み部が前記軸線方向に延在していることを特徴とする。

　本発明によれば、初期の目的を達成でき、異音が発生する虞のないヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

本発明の実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略図。同実施形態による表示装置の断面図。図２中、矢印Ｘ方向から見たときのモータ装置の一部と第２反射器とを示す斜視図。同実施形態によるモータ装置の斜視図。同実施形態によるモータ装置の平面図。同実施形態によるモータ装置の断面図。同実施形態によるモータとウォームとの連結部分をモータの出力側から見た斜視図。同実施形態によるモータとウォームとの連結部分をモータの出力側とは反対側から見た斜視図。

　以下、図１から図８に基づいて、本発明を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に適用した一実施形態を説明する。

　ヘッドアップディスプレイ装置は、図１に示すように車両ＡのインパネＡ１に配設された表示ユニットである表示装置Ａ２が投射する表示光Ｍを投影部材である車両ＡのフロントガラスＡ３で車両Ａの運転者（観察者）Ａ４の方向に反射させ、虚像Ｖの表示を行うものである。換言すれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置Ａ２の後述する表示器から発せられる表示光ＭをフロントガラスＡ３（前記投影部材）に照射（投射）し、この照射によって得られた表示像（虚像）Ｖを運転者Ａ４に視認させるものである。これにより運転者Ａ４は、虚像Ｖを風景と重畳させて観察することができる。

　表示装置Ａ２は、図２に示すように液晶表示器（表示器）Ｂと、第１反射器Ｃと、第２反射器Ｄと、ハウジングＥとから主に構成されている。

（液晶表示器Ｂの構成）
　液晶表示器Ｂは、配線基板Ｂ１上に実装（配設）された発光ダイオードからなる光源Ｂ２と、この光源Ｂ２からの照明光を透過して表示光Ｍを形成するように光源Ｂ２の前方側（真上）に位置するＴＦＴ型の液晶表示素子（表示素子）Ｂ３とから主に構成される。このことは、液晶表示素子Ｂ３の背後（直下）に光源Ｂ２が配設され、液晶表示素子Ｂ３は、光源Ｂ２の発光に伴い、所定情報（後述する表示すべき情報）を表示光Ｍとして発することを意味している。

　また、液晶表示器Ｂは、表示光Ｍの出射側の面が第１反射器Ｃの後述するコールドミラーに対向するようにしてハウジングＥ内に設けられ、表示光Ｍの光軸が前記コールドミラーに交わるような位置や向きにて固定保持される。

　液晶表示素子Ｂ３は、素子駆動回路（図示せず）によって表示すべき情報（例えば車両の速度やエンジン回転数）を数値等で発光表示する。なお、前記表示すべき情報は、車両の速度やエンジン回転数に限らず、あらゆる表示形態を採用できることは言うまでもない。

（第１反射器Ｃの構成）
　第１反射器Ｃは、コールドミラーＣ１と、このコールドミラーＣ１を取付固定するための取付部材Ｃ２とを有している。コールドミラーＣ１は、略矩形状のガラス基板Ｃ３と、このガラス基板Ｃ３の片面（第２反射器Ｄの後述する凹面鏡と向かい合う面）に形成された反射層Ｃ４とからなるものである。この反射層Ｃ４は、膜厚が異なる多層の干渉膜からなるものであり、蒸着等の方法で形成されている。また、コールドミラーＣ１は、液晶表示器Ｂが発した表示光Ｍを、第２反射器Ｄ（前記凹面鏡）側へ反射させるような位置に傾斜状態にて配設される。

　また、本実施形態の場合、コールドミラーＣ１及び液晶表示器Ｂは、ハウジングＥの後述する透光性カバーから直接、臨めない位置に配設され、太陽光等の外部からの光（外光）が直接、当たらない構造となっている。なお、取付部材Ｃ２は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、ハウジングＥに固定されている。

（第２反射器Ｄの構成）
　第２反射器Ｄは、図３、図４に示すようにコールドミラーＣ１からの表示光Ｍを反射させるべく、ハウジングＥ内に傾斜するように配設された凹面鏡（反射部材）Ｄ１と、この凹面鏡Ｄ１を回動動作させるための駆動力を発生する駆動手段としてのモータ装置１とを備えている（なお、図３では、モータ装置１の構成部品のうち、後述するウォーム、ウォームホイールのみを図示している）。

　凹面鏡Ｄ１は、合成樹脂（例えばポリカーボネート）からなる基板Ｄ３と、この基板Ｄ３の前面（つまりコールドミラーＣ１の反射層Ｃ４と向かい合う面）に蒸着形成されるアルミニウム等の金属からなる反射膜Ｄ４とを備え、基板Ｄ３の前面及び当該前面とは反対側に位置する基板Ｄ３の背面は、ともに所定の曲率を有する凹状の曲面（凹面）となっている（図２参照）。

　従って、この凹面として形成された基板Ｄ３の前面に反射膜Ｄ４が形成されると、基板Ｄ３の前面は、コールドミラーＣ１からの表示光Ｍを前記透光性カバー側へ反射させるための光反射面となる。なお、凹面鏡Ｄ１は、反射膜Ｄ４の形成された基板Ｄ３の前面（つまり前記光反射面）がコールドミラーＣ１及び前記透光性カバーに対向し、前記透光性カバーから臨める位置に傾斜状態にて配設される。

　また、基板Ｄ３の前面に反射膜Ｄ４が形成された凹面鏡Ｄ１は、コールドミラーＣ１からの表示光Ｍを拡大しつつ、前記透光性カバー（車両ＡのフロントガラスＡ３）側へ反射（投射）させるものである。このことは、凹面鏡Ｄ１が、コールドミラーＣ１によって反射された表示光Ｍを拡大し、この拡大された表示光Ｍを前記透光性カバーを通じてフロントガラスＡ３に投射することを意味している。

　なお、図３中、Ｄ５は、基板Ｄ３における一側面の略中央部から、モータ装置１に備えられる後述する従動部材側に向けて突出形成された略平板状の連結部であり、この連結部Ｄ５と前記従動部材とが適宜連結手段を用いて連結固定されている。

（モータ装置１の構成）
　駆動手段であるモータ装置１は、図３～図５に示すように駆動源としてのモータ１０と、モータ１０の回転を伝達する伝達機構１１と、モータ１０の回転が伝達機構１１を介して伝達される従動部材Ｆと、モータ１０、伝達機構１１等が搭載されたフレーム６とを有しており、従動部材Ｆに連結固定された連結部Ｄ５（凹面鏡Ｄ１）を回動動作させるものである。

　伝達機構１１は、モータ１０の回転が伝達されるウォーム２と、モータ１０からの駆動力を従動部材Ｆ（凹面鏡Ｄ１）へと伝達すべく、ウォーム２に噛合するウォームホイール３とを有している。

　ウォーム２の外周面（外周部）２０には螺旋溝２１が形成されており、ウォームホイール３の大径部３１には、ウォーム２の螺旋溝２１に噛合する第１歯部（歯部）３６が形成されている。また、ウォームホイール３は、大径部３１と同心状の小径部３２を有しており、小径部３２の外周面には従動部材Ｆに備えられる後述するギア部と噛合する第２歯部３７が形成されている。

　小径部３２には、フレーム６から起立する支軸６５が嵌る軸穴３２０が形成されており、ウォームホイール３は、支軸６５を中心に回転可能である。なお、支軸６５の先端部にはワッシャー６９が止められており、ワッシャー６９によって、ウォームホイール３の支軸６５からの抜けが防止されている。

　従動部材Ｆは、例えば薄板状の合成樹脂材料にて形成され、その連結部Ｄ５とは反対側となる先端側には、ウォームホイール３の第２歯部３７と噛合するギア部Ｆ１が設けられている。かかる従動部材Ｆは、ウォームホイール３の回動動作に従って作動することで、連結部Ｄ５に動力を伝達し、この連結部Ｄ５への動力伝達に伴い、凹面鏡Ｄ１の傾斜角度を変化させることができる。

　かかるモータ装置１において、モータ１０の回転がウォーム２を介してウォームホイール３に伝達されると、ウォームホイール３は、支軸６５を中心に時計周りＣＷ、あるいは反時計周りＣＣＷに回転する。
　

　また、図６は、従動部材Ｆを取り除いた状態のモータ装置１の断面図を示している。なお、以下の説明において、モータ軸線方向Ｌのうち、モータ軸１５０がモータ本体１１０から突出している側を出力側Ｌ１とし、モータ軸１５０がモータ本体１１０から突出している側とは反対側を反出力側Ｌ２として説明する。

（モータ１０の構成）
　図６に示すように、モータ１０は、ステッピングモータであり、円柱状のモータ本体１１０から突出するモータ軸１５０を備えている。モータ本体１１０は、円筒状のステータ１４０を有しており、ステータ１４０では、Ａ相用のステータとＢ相用のステータとがモータ軸線方向Ｌに重ねて配置された構造となっている。

　このため、ステータ１４０では、コイル線１２０が巻回された環状の２つのコイルボビン１０２（第１コイルボビン１０２Ａと第２コイルボビン１０２Ｂ）がモータ軸線方向Ｌに重ねて配置されており、かかるコイルボビン１０２には、内ステータコア１０３及び外ステータコア１０４が重ねて配置されている。より具体的には、第１コイルボビン１０２Ａにおいてモータ軸線方向Ｌの両側には、環状の内ステータコア１０３Ａ及び断面Ｕ字形状の外ステータコア１０４Ａが重ねて配置され、第２コイルボビン１０２Ｂにおいてモータ軸線方向Ｌの両側には、環状の内ステータコア１０３Ｂ及び断面Ｕ字形状の外ステータコア１０４Ｂが重ねて配置されている。

　第１コイルボビン１０２Ａ及び第２コイルボビン１０２Ｂの内周面では、内ステータコア１０３Ａ、１０３Ｂ及び外ステータコア１０４Ａ、１０４Ｂの複数の極歯１３１、１４１が周方向に並んだ構成となっている。このようにして、ロータ配置穴１３０を備えた円筒状のステータ１４０が構成されており、ステータ１４０の径方向内側にはロータ１０５が同軸状に配置されている。

　なお、本実施形態では、外ステータコア１０４Ａ、１０４Ｂが断面Ｕ字形状に形成されており、外ステータコア１０４Ａ、１０４Ｂがそれぞれコイル線１２０の径方向外側まで延在してモータケースを構成している。また、コイルボビン１０２（第１コイルボビン１０２Ａ及び第２コイルボビン１０２Ｂ）には、端子台（図示せず）が一体に形成されており、かかる端子台に保持された端子に基板１１８が接続されている。

　ロータ１０５ではモータ軸１５０がモータ軸線方向Ｌに延在している。モータ軸１５０の反出力側Ｌ２寄りの位置には、円筒状のブッシュ１５６が固着され、ブッシュ１５６の外周面に円筒状の永久磁石１５９が接着剤等によって固着されている。この状態で、永久磁石１５９の外周面は、ステータ１４０の極歯１３１、１４１と所定の間隔を介して対向している。

　ステータ１４０に対して出力側Ｌ１には、溶接等の方法によりプレート１６０が固定されており、プレート１６０には、モータ軸１５０に対する出力側のラジアル軸受１７０が嵌る穴１６６と、フレーム６との取り付け用の穴１６７とが形成されている。本実施形態において、ラジアル軸受１７０の外周面には段部１７１が形成されており、段部１７１がプレート１６０の反出力側Ｌ２の面に当接することにより、ラジアル軸受１７０の出力側Ｌ１への移動が規制されている。

　モータ軸１５０の周りには、ラジアル軸受１７０とブッシュ１５６との間に円環状のワッシャー１７６が装着されている。かかる構成のモータ１０において、モータ軸１５０の出力側Ｌ１への可動範囲は、ラジアル軸受１７０によって規定されている。

　ステータ１４０に対して反出力側Ｌ２には、溶接等の方法によりプレート１８０が固定されており、プレート１８０には、モータ軸１５０に対する反出力側Ｌ２のラジアル軸受１９０が嵌る穴１８６が形成されている。本実施形態において、ラジアル軸受１９０の外周面には段部１９１が形成されており、段部１９１がプレート１８０の反出力側Ｌ２の面に当接することにより、ラジアル軸受１９０の出力側Ｌ１への移動が規制されている。

　モータ軸１５０の周りには、ラジアル軸受１９０とブッシュ１５６との間に円環状のワッシャー１９６、１９７が装着されており、反出力側Ｌ２に位置するワッシャー１９７は、ラジアル軸受１９０の出力側Ｌ１の端面に接している。かかる構成のモータ１０において、モータ軸１５０の反出力側Ｌ２への可動範囲は、ラジアル軸受１９０によって規定されている。

　（モータ軸１５０とウォーム２との連結構造）
　図７は、モータ１０とウォーム２との連結部分をモータ１０の出力側Ｌ１から見た説明図であり、図７（ａ）はモータ１０とウォーム２との連結部分の斜視図、図７（ｂ）はモータ１０とウォーム２との連結部分の分解斜視図である。また、図８は、モータ１０とウォーム２との連結部分をモータ１０の反出力側Ｌ２から見た説明図であり、図８（ａ）はモータ１０とウォーム２との連結部分の斜視図、図８（ｂ）はモータ１０とウォーム２との連結部分の分解斜視図である。

　モータ１０のモータ軸１５０とウォーム２とは、図６～図８に示すようにカップリング１２を介して連結されている。より具体的には、モータ軸１５０のモータ本体１１０側とは反対側の端部１５１には駆動側カップリング４が連結され、ウォーム２のモータ本体１１０側の端部２７には、駆動側カップリング４と結合する従動側カップリング５が連結されており、モータ軸１５０とウォーム２とは、カップリング１２（駆動側カップリング４及び従動側カップリング５）を介して連結されている。

　駆動側カップリング４は、円盤部４１と、円盤部４１のモータ本体１１０とは反対側の面でモータ本体１１０とは反対側に向けて突出した凸部４２とを備えている。駆動側カップリング４の中心には軸穴４３が形成されており、軸穴４３にモータ軸１５０の端部１５１が嵌っている。ここで、モータ軸１５０の端部１５１には周方向の一部が平坦面１５２になっている一方、軸穴４３の内周面は、周方向の一部が平坦面４３１になっており、平坦面１５２、４３１同士が重なることにより、駆動側カップリング４とモータ軸１５０との空周りが防止されている。なお、軸穴４３は、円盤部４１および凸部４２を貫通しており、凸部４２は軸穴４３によって長さ方向で２分割されている。

　従動側カップリング５は、略円柱状であり、モータ本体１１０側の面には、駆動側カップリング４の凸部４２が嵌る第１係合溝５１が径方向の全体にわたって形成されている。このため、駆動側カップリング４の回転が従動側カップリング５に伝達される際のロスが小さい。また、従動側カップリング５のモータ本体１１０側とは反対側の面には、ウォーム２の端部２７が嵌る第２係合溝５２が径方向の全体にわたって形成されている。本実施形態において、第１係合溝５１の延在方向と第２係合溝５２の延在方向とは、軸線周りの角度方向が９０度ずれている。

　また本実施形態において、ウォーム２の内部には、バネ配置穴である穴部２３が形成されており、かかる穴部２３は、モータ本体１１０側となる端面（一端側）２９２で開口しており、ウォーム２の端面２９２からウォーム２の軸線方向（つまりモータ軸線方向Ｌ）に沿うように延在している。ここで、ウォーム２の端面２９２には、周方向で１８０度離間する２個所に、モータ本体１１０側に向けて突出する凸部２８が形成されており、かかる２つの凸部２８が従動側カップリング５の第２係合溝５２に嵌っている。このため、従動側カップリング５の回転がウォーム２に伝達される際のロスが小さい。

　かかる構成のモータ装置１では、モータ１０のモータ軸１５０が回転すると、駆動側カップリング４が回転し、駆動側カップリング４の回転は、凸部４２及び係合溝５１を介して、従動側カップリング５に伝達される。また、従動側カップリング５の回転は、係合溝５２及び凸部２８を介してウォーム２に伝達される。本実施形態では、駆動側カップリング４が樹脂によって形成され、従動側カップリング５はゴム材によって形成されている。このため、モータ軸１５０が回転した際の振動を従動側カップリング５によって吸収することができる。

　（ウォーム２及び圧縮コイルバネ８の構成）
　本実施形態のモータ装置１においては、ウォーム２の外周面２０は、螺旋溝２１が形成されている領域のモータ軸線方向Ｌの両側に、螺旋溝２１が形成されていない螺旋溝非形成領域２２、２５を備えており、ウォーム２は、螺旋溝非形成領域２２、２５でラジアル軸受７１、７２によって回転可能に支持されている。ラジアル軸受７１、７２は、円筒部７１１、７２１と、円筒部７１１、７２１に端部で拡径するフランジ部７１２、７２２とをそれぞれ備えており、フランジ部７１２、７２２がフレーム６の溝６７１、６７２に各々保持されている（図４、図５参照）。ウォーム２のモータ本体１１０とは反対側の端部２９１は半球面になっており、かかるウォーム２の端部２９１は、フレーム６の溝６７３に保持された板状のスラスト軸受７３によって支持されている。

　また、本実施形態では、ウォーム２に形成されたバネ配置穴としての穴部２３を利用して、ウォーム２とモータ軸１５０との間には、ウォーム２をモータ本体１１０側とは反対側に付勢し、モータ軸１５０をモータ本体１１０側に付勢する圧縮コイルバネ（弾性部材）８が配置されている。

　より具体的には、ウォーム２の内部において、穴部２３は、ウォーム２のモータ本体１１０側の端面２９２から、外周面２０に螺旋溝２１が形成されている位置まで届くように、ウォーム２の軸線方向（モータ軸線方向Ｌ）に延在している深い穴となっており、かかる穴部２３には圧縮コイルバネ８が配置（埋設）されている。この状態で、圧縮コイルバネ８の一端側（モータ本体１１０と反対側）は、穴部２３の奥に形成された段部２３１に当接する一方、圧縮コイルバネ８の他端側（モータ本体１１０側）は、従動側カップリング５に当接している。

　そして、従動側カップリング５のモータ本体１１０とは反対側の面には、第２係合溝５２と重なる溝状の開口部７０１が形成されたスペーサー７０が配置されており、圧縮コイルバネ８の他端側（モータ本体１１０側）は、スペーサー７０を介して従動側カップリング５を付勢している。その結果、圧縮コイルバネ８は、ウォーム２をモータ本体１１０側とは反対側（出力側Ｌ１）に付勢し、スペーサー７０及びカップリング１２（従動側カップリング５及び駆動側カップリング４）を介してモータ軸１５０をモータ本体１１０側（反出力側Ｌ２）に付勢している。なお、本実施形態において、スペーサー７０はステンレス板にて形成されている。

　ここで、ウォーム２は、例えばＰＯＭ（ポリアセタール樹脂）にて形成されており、ウォーム２の内部では、穴部２３に対して端面２９２と反対側で穴部２３に連通する窪み部２４がウォーム２の軸線方向（モータ軸線方向Ｌ）に延在している。このため、ウォーム２には過大な肉厚部分が存在しない。なお、窪み部２４は、その内周面がテーパ形状となっていることから、端面２９２が位置する側から端面２９２から離間するに伴って内径寸法が連続的に縮小していることになる。また、穴部２３に埋設されている圧縮コイルバネ８は、外周面が穴部２３の内周面で囲まれていることになるから、圧縮コイルバネ８が撓んだ際に圧縮コイルバネ８が外側にずれることがない。従って、圧縮コイルバネ８の付勢方向がモータ軸線方向Ｌからずれにくいというメリットがある。

（ハウジングＥの構成）
　ハウジングＥは、例えば黒色の遮光性合成樹脂材料からなり、略箱型形状に形成され、その内部空間である空間部Ｅ１に液晶表示器Ｂ及び第１、第２反射器Ｃ、Ｄを保持して収容するものであり、第２反射器Ｄにおける凹面鏡Ｄ１の配設位置の上部（フロントガラスＡ３側）が開口する開口窓部Ｅ２を備えている（図２参照）。

　またハウジングＥには、開口窓部Ｅ２を塞ぐように透光部である透光性カバーＥ３が配設されている。かかる透光性カバーＥ３は、透光性の合成樹脂材料（例えばアクリル樹脂）からなり、湾曲形状（曲面形状）に形成され、凹面鏡Ｄ１で反射された表示光Ｍが透過（通過）する光透過性部材としての機能を有している。つまり、凹面鏡Ｄ１によって反射された表示光Ｍは、ハウジングＥに形成された透光性カバーＥ３を通じてフロントガラスＡ３に投影され、これにより虚像Ｖの表示が運転者Ａ４に対し行われることになる。

　以上のように、本実施形態では、モータ装置１は、モータ本体１１０から突出するモータ軸１５０を備えたモータ１０と、モータ軸１５０に連結され、外周面２０に螺旋溝２１が形成されたウォーム２と、螺旋溝２１に噛合する第１歯部３６を備えるとともにモータ１０からの駆動力を凹面鏡Ｄ１へと伝達するウォームホイール３とを有し、ウォーム２の内部には、モータ本体１１０側となるウォーム２の端面２９２からウォーム２の軸線方向に延在する穴部２３が形成され、穴部２３には、ウォーム２をモータ本体１１０側とは反対側に付勢し、モータ軸１５０をモータ本体１１０側に付勢する圧縮コイルバネ８が配置されている。

　従って、ウォーム２の軸線方向（モータ軸線方向Ｌ）の位置を規定できるとともに、モータ本体１１０からの駆動力をウォーム２及びウォームホイール３を介して従動部材Ｆ（つまり凹面鏡Ｄ１）へと伝達する際に、ウォームホイール３からウォーム２に加わるスラスト方向の力の影響を圧縮コイルバネ８によって吸収することができる。

　より具体的には、圧縮コイルバネ８は、モータ軸１５０及びカップリング１２をモータ本体１１０側（反出力側Ｌ２）に向けて付勢していることから、ウォーム２がウォームホイール３を反時計周りＣＣＷに駆動する場合（あるいは従動部材Ｆ側からウォームホイール３に時計周りＣＷの押圧力が加わっている場合）、ウォーム２には、出力側Ｌ１に向かう押圧力が作用するが、かかる押圧力の影響を圧縮コイルバネ８によって吸収することができる。従って、モータ軸１５０やカップリング１２にスラスト方向のガタつきが発生しにくいので、モータ１０の駆動時において異音が発生する虞のないヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。

　また、圧縮コイルバネ８は、ウォーム２をモータ本体１１０とは反対側（出力側Ｌ１）に配置されたスラスト軸受７３に向けて付勢していることから、ウォーム２がウォームホイール３を時計周りＣＷに駆動する場合（あるいは従動部材Ｆ側からウォームホイール３に反時計周りＣＣＷの押圧力が加わっている場合）、ウォーム２には、反出力側Ｌ２に向かう押圧力が作用するが、かかる押圧力の影響を圧縮コイルバネ８によって吸収することができる。従って、ウォーム２とスラスト軸受７３とが当接している状態を維持することができ、ウォーム２のスラスト方向のガタつきが発生しにくいので、モータ１０の駆動時において異音が発生する虞のないヘッドアップディスプレイ装置を提供することができる。

　また本実施形態では、圧縮コイルバネ８は、ウォーム２のモータ本体１１０側の端面２９２から、外周面２０に螺旋溝２１が形成されている位置まで届くバネ配置穴としての穴部２３に配置（埋設）されていることにより、巻回数が大の長い圧縮コイルバネ８をモータ軸１５０とウォーム２との間に配置した場合でも、圧縮コイルバネ８の全体が穴部２３に収容されるので、モータ軸１５０とウォーム２との間のスペースが狭く済むというメリットがある。つまり、巻回数が大の圧縮コイルバネ８は、バネ定数が安定する一方、長くなってしまうが、本実施形態のように、外周面２０に螺旋溝２１が形成されている位置まで届く穴部２３に圧縮コイルバネ８を配置（埋設）すれば、長い圧縮コイルバネ８を用いた場合でも、モータ軸１５０とウォーム２との間のスペースが狭く済む。

　また本実施形態では、ウォーム２の内部では、穴部２３に対して端面２９２と反対側で穴部２３に連通する窪み部２４がウォーム２の軸線方向（モータ軸線方向Ｌ）に延在している。このため、ウォーム２を肉薄とすることができるので、成形時の樹脂のヒケに起因する成形精度の低下を抑制することができる。

　また本実施形態では、カップリング１２を用いたモータ装置１において、圧縮コイルバネ８の全体をウォーム２の穴部２３に収容した構成について説明したが、例えばカップリング１２を用いないモータ装置１において、圧縮コイルバネ８の全体をウォーム２の穴部２３に収容した構成を採用してもよい。

　なお、本実施形態では、圧縮コイルバネ８の全体をウォーム２の穴部２３に収容した構成について説明したが、穴部２３はウォーム２において外周面２０に螺旋溝２１が形成されている位置まで届いていればよく、例えば圧縮コイルバネ８の一部が穴部２３からはみ出している構成であってもよい。

　本発明は、表示器からの表示光を反射させる凹面鏡等の反射部材を備え、この反射部材によって反射された表示光をハウジングに形成された透光部を通じて車両のフロントガラス等の投影部材に投影して観察者に対し表示を行うヘッドアップディスプレイ装置に適用可能である。

　　１　　モータ装置（駆動手段）
　　２　　ウォーム
　　３　　ウォームホイール
　　４　　駆動側カップリング
　　５　　従動側カップリング
　　８　　圧縮コイルバネ（弾性部材）
　１０　　モータ
　１１　　伝達機構
　１２　　カップリング
　２０　　外周面（外周部）
　２１　　螺旋溝
　２３　　穴部
　２４　　窪み部
　３６　　第１歯部（歯部）
１１０　　モータ本体
１５０　　モータ軸
２９２　　端面（一端側）
　　Ｂ　　液晶表示器（表示器）
　Ｄ１　　凹面鏡（反射部材）
　　Ｅ　　ハウジング
　Ｅ３　　透光性カバー（透光部）
　　Ｆ　　従動部材
　Ｆ１　　ギア部
　　Ｍ　　表示光

Claims

表示光を発する表示器と、前記表示光を反射させる反射部材と、前記表示器及び前記反射部材を収容するハウジングとを備え、
前記反射部材によって反射された前記表示光を前記ハウジングに形成された透光部を通じて投影部材に投影して観察者に対し表示を行うヘッドアップディスプレイ装置において、
前記反射部材を回動動作させる駆動手段を備え、
前記駆動手段は、モータ本体から突出するモータ軸を備えたモータと、
前記モータ軸に連結され、外周部に螺旋溝が形成されたウォームと、
前記螺旋溝に噛合する歯部を備えるとともに前記モータからの駆動力を前記反射部材へと伝達するウォームホイールとを有し、
前記ウォームの内部には、前記モータ本体側となる前記ウォームの一端側から前記ウォームの軸線方向に延在する穴部が形成され、
前記穴部には、前記ウォームを前記モータ本体側とは反対側に付勢し、前記モータ軸を前記モータ本体側に付勢する弾性部材が配置されていることを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
前記穴部は、前記螺旋溝が形成されている位置まで届くように、前記軸線方向に延在していることを特徴とする請求項１記載のヘッドアップディスプレイ装置。
前記ウォームの内部では、前記穴部に対して前記ウォームの一端側と反対側で前記穴部に連通する窪み部が前記軸線方向に延在していることを特徴とする請求項１または請求項２記載のヘッドアップディスプレイ装置。