【実施例1】
【0013】
[全体構造]
図1は、実施例1に係る表示装置10の表示動作時(コンバイナ展開時)における斜視図である。また、
図2は、表示装置10の非表示動作時(コンバイナ収納時)の斜視図である。表示装置10は、例えば自動車等の移動体に搭載される。例えば、自動車に搭載される際、表示装置10は、例えばダッシュボード内に収納して搭載される。
【0014】
筐体11は、板状の天板部TPを有している。天板部TPには、略矩形状の開口部OPが形成されている。天板部TPの対向する側部から天板部TPの延在方向と垂直に伸長し、互いに対向している板状の一対の側板部SPを有している。
【0015】
以下の説明においては、天板部TPの板面Sと側板部SPの板面Tの交線に沿った方向を奥行き(前後)方向(X軸方向)として説明する。また、側板部SPの板面Tに垂直な方向を幅方向(Y軸方向)として説明する。また、天板TPの板面Sに垂直な方向を高さ(上下)方向(Z軸方向)として説明する。
【0016】
表示部材としてのイメージコンバイナユニット(以下、コンバイナユニットと称する)13は、透光性を有する板状のコンバイナ部13Aを有する部材である。コンバイナ部13Aは、その板面が一方の方向(図中矢印PD方向)に凸に湾曲している。例えば、コンバイナ部13Aは、凹面側から照射光が入射すると凸面側空間領域に虚像を形成するように構成されている。
【0017】
図1に示すように、表示動作時には、コンバイナユニット13は、筐体11内、すなわち側板部SPの間の空間から突出して立ち上がった状態となる。すなわちコンバイナユニット13は、展開位置にある。また、
図2に示すように、コンバイナユニット13は、非表示動作時には、コンバイナ筐体11内、すなわち側板部SPの間の空間に収納される。すなわち、非表示動作時において、コンバイナユニット13は、2つの側板部SPの間に形成される収納空間内の収納位置にある。
【0018】
また、非表示動作時において、開口部OPは、シャッタ14によって覆われている。シャッタ14は可動であり、動作時においては、開口部OPを開放するように移動して、筐体11内に収納される。
【0019】
具体的には、例えば、表示装置10の電源投入前(自動車のエンジンの始動前、またはイグニションオン前)においては、コンバイナユニット13が筐体11内の収納位置に収納されている。その後、表示装置10の電源が投入されると、コンバイナユニット13が回動し、展開位置に配置される。コンバイナユニット13は、側板部SPに対して回動可能に支持され、収納位置と展開位置との間で回動する。
【0020】
図3にコンバイナユニット13の拡大図を示す。
図3に示すように、コンバイナ部13Aは、保持部13Bによって固定保持されている。保持部13Bの両側面の各々には、側板部SPに対して回動自在に支持される被支持部としての支持ピンAPと、側板部SPに沿って設けられている移動機構に形成されているカム構造(図示せず)に案内されてスライド移動する駆動ピンとしてのコンバイナピンCPと、が形成されている。
【0021】
なお、以下において、表示動作時におけるコンバイナ部13Aの凸に向かう方向(図中矢印PD方向)を表示装置10の前方と、その逆を後方として説明する。また、表示動作時において保持部13Bからみたコンバイナ部13Aの先端の方向を表示装置10の上方と、その逆を下方として説明する。例えば、表示装置10を移動体のダッシュボード内に搭載する際は、表示装置10の前方、すなわち図中矢印PD方向に移動体(例えば自動車)のフロントガラスが存在する。また、移動体の搭乗者は表示装置10の後方側からコンバイナユニット13を見るものとする。
【0022】
[移動機構]
次に、筐体11の側板部SPの構造並びにコンバイナユニット13を移動させる移動機構について説明する。
【0023】
図4は、表示装置10の側板部SPに形成されている移動機構の分解斜視図である。この図において、コンバイナユニット13の支持ピンAPは、側板部SP(
図1または
図2参照)の支持部(図示せず)に、側板部SPに対して回転自在に支持されている。移動機構は、一対の側板部SPの少なくとも一方に沿って設けられ、コンバイナユニット13のコンバイナピンCPと係合し、すなわち係わり合って互いに相対的に移動可能になっており、表示部材であるコンバイナユニット13を移動させる。なお、移動機構は、一対の側面部SPの両方に対称に設けられていてもよい。
【0024】
駆動源としての駆動部Mは、電気モータ等のモータを含む。駆動部Mは、動力伝達機構(図示せず)を介して駆動ギア15に接続され、駆動ギア15を回転させる。
【0025】
移動機構は、側板部SP(
図1または
図2参照)の内側に設けられており、側板部SPと平行に配された3枚の長手状の板からなっている。すなわち、移動機構は、最内層から内板17、スライド板19及び外板21からなる3層構造になっている。
【0026】
スライド部材としてのスライド板19の長手方向に沿った辺の一方には、ラックギアLGが形成されている。ラックギアLGは、駆動ギア15と噛み合っている。スライド板19の長手方向の両端部の各々には、スライド板19の板面の両側から垂直に突出したスライドピンSLPが設けられている。
【0027】
スライド板19の内板17側の面には、カム構造CMが形成されている。カム構造は一方の端部がスライド板19に回動可能に支持され、他の部分において第1の弾性部材としてのばねEMと係合している可動カム部としての可動部材23を有している。カム構造CMはコンバイナユニット13のコンバイナピンCPと互いに摺動可能に係合すなわち接触している。すなわち、カム構造CMは、コンバイナピンCPを、支持ピンAPを中心とする円弧の一部に沿って形成されている経路に沿って駆動するカムになっている。
【0028】
なお、コンバイナユニット13は、バネ等(図示せず)によって後方(コンバイナユニット13の展開位置から収納位置に向かう回動方向)に付勢されている。従って、コンバイナピンCPは、この付勢力によってカム構造CMに押し当てられながら、カム構造CMのカム面に沿って移動する。
【0029】
内板17及び外板21の各々には、内板17及び外板21の長手方向に伸長している2組のスライドレールSRが設けられている。内板17のスライドレールSRと外板21のスライドレールSRとは互いに対向して配されている。スライドレールSRの各々は、それぞれ内板17及び外板21を貫通している。
【0030】
スライドレールSRには、スライドピンSLPのそれぞれがスライド自在に挿入されている。すなわち、スライドレールSRは、いわゆるスライドピンSLPのスライド移動に対するガイド穴となっている。従って、スライド板19は、側板部SP(
図1及び
図2参照)に沿ってスライド移動(摺動)自在に設けられており、ラックギアLGが噛み合っている駆動ギア15が回転すると、スライドレールSRに沿ってスライド移動(摺動)する。
【0031】
内板17には、さらに、内板17の長手方向に曲線状に伸長している貫通穴CRが形成されている。貫通穴CRは、側板部SPに対して回動自在に支持されているコンバイナユニット13の支持ピンAPを中心とした円弧の一部に沿って形成されている。貫通穴CRは、内板17を貫通している。コンバイナピンCPは、この貫通穴CRを通り抜けてスライド板19のカム構造CMに達し、カム構造CMと係合すなわち接触している。
【0032】
図5A及び
図5Bに、内板17側から見たカム構造CMの拡大斜視図を示す。カム構造CMはスライド板19の側面の凹部によって形成されている。カム構造CMは、スライド板19の長手方向と、すなわちスライド板19の移動方向とほぼ垂直に伸長している、第1の傾斜部としての第1のカム部CM1を有している。すなわち、カム構造CMは、スライド板19の移動方向に対して急峻な傾斜を有する第1のカム部CM1を有している。
【0033】
さらに、カム構造CMは、第1のカム部CM1の端部から連続して形成されている第2の傾斜部としての第2のカム部CM2を有している。第2のカム部CM2は、スライド板19の長手方向に伸長している。第2のカム部CM2は、第1のカム部とは異なった傾斜を有しており、前方に向かって、スライド板19の移動方向に対して緩やかに上方に向かうように傾斜している。
【0034】
このように、カム構造CMを急峻な傾斜を有する第1のカム部CM1及び第2のカム部CM2から形成することで、スライド板19の移動量に対するコンバイナピンCPの移動量を変化させることができる。これにより、スライド板19の移動速度を変更せずに、もしくは大きく変更せずに、コンバイナユニット13を収納位置から展開位置に移動させる際には迅速に回動させ、展開位置に達した後の角度調節の際には、微細にゆっくりと回動させることが可能である。また、モータの1回転あたりのコンバイナの回動量を小さくすることができるため、コンバイナユニット13の回動位置の調整精度を向上させることができる。
【0035】
第2のカム部CM2は、可動部材23によって形成されている。上述のように、可動部材23は、長手状の部材であり、上面がコンバイナピンCPとの係合面(接触面)、すなわち摺動面であるカム面23Sとなっている。可動部材23は、一方の端部がスライド板19に回動自在に支持されている。
【0036】
具体的には、スライド板19に、表示装置10の下方に凸のV字溝状の凹状支持部25が形成されている。可動部材23の当該一方の端部に被支持突起23Pが形成されている。そして、当該被支持突起23Pが、凹状支持部25に嵌まるように係合し、可動部材23が凹状支持部25を介してスライド板19によって回動自在に支持されている。
【0037】
なお、可動部材23の被支持突起23Pが形成されている一方の端部は、その上面がスライド板19に固定されている板バネPS1と接触している。すなわち、表示装置10の上下方向において凹状支持部25と板バネPS1によって挟持されて支持されている。
【0038】
また、可動部材23の被支持突起23Pが形成されている一方の端部は、内板17に面した側面がスライド板19に固定されている板バネPS2と接触している。すなわち、可動部材23の被支持突起23Pが形成されている一方の端部は、表示装置10の幅方向において、スライド板19の表面と板バネPS2によって挟持されて支持されている。すなわち、可動部材の被支持突起23Pが形成されている一方の端部は、第2の弾性部材としての板バネPS1及びPS2を介してスライド板19に支持されている。
【0039】
このような構造とすることにより、可動部材23の被支持突起23Pが形成されている一方の端部の移動を許容しつつ支持することが可能である。
【0040】
可動部材23は、凹状支持部25を介して支持されている一方の端部と反対側の他方の端部近傍において、バネEMによって支持されている。具体的には、例えば、ねじりコイルバネであるバネEMの一方の端部がスライド板19に固定されている。バネEMの他方の端部が可動部材23のカム面CSと反対側の面に接し、可動部材23を上方すなわちカム面23Sの方向に付勢しつつ支持している。
【0041】
可動部材23の当該他方の端部の先端には、被係止突起23Eが設けられている。また、第1のカム部CM1の第2のカム部CM2との遷移部分には、係止突起PEが形成されている。すなわち、当該係止突起PEは、第1のカム部CM1の第2のカム部CM2の近傍の端部に、第2のカム部CM2の伸長方向に沿って突出する突起部となっている。当該被係止突起23Eと係止突起PEとが係合し、可動部材23が、ばねEMの付勢力によって係止突起PEを越えて上方に移動しないようになっている。
【0042】
また、
図5Bに示すように、可動部材23は下方に所定の角度だけ回動すると、可動部材23が収容されているスライド板19の凹部の側面に、すなわちスライド板19に当接し、それ以上回動しないようになっている。
【0043】
[非動作状態から動作状態への遷移動作]
次に、表示装置の側面図である
図6及び
図7を参照して非動作状態から動作状態への遷移について説明する。なお、
図6及び
図7においては、図の簡略化のため、移動機構以外の構造は、筐体11の側面の外形(二点鎖線)のみを示している。また、
図6及び
図7においては、外板21を省略している。なお、スライド板19については、破線で示している。
【0044】
図6に非動作状態における表示装置10を示す。非動作状態の際には、スライド板19は、スライドレールSRに沿った最前位置にある。この際、コンバイナピンCPは、貫通穴CRに沿った最前位置にある。すなわち、コンバイナピンCPは、支持ピンAPの略直下に配され、コンバイナユニット13は寝た状態、すなわち収納位置にある。
【0045】
この状態から、駆動部M(図示せず)が駆動して駆動ギア15が時計回りに回転し、スライド板19が後方にスライド移動する。スライド板19が後方に移動すると、コンバイナピンCPは、カム構造CM(
図5A及び
図5B参照)の第1のカム部CM1(
図5A及び
図5B参照)に係合しつつ後方に移動させられる。また、コンバイナピンCPは、後方に移動するに従って、上方にも移動する。すなわち、コンバイナピンCPは、支持ピンAPを中心とする円弧の一部に沿って形成されている移動経路に沿って、後方かつ上方に移動する。
【0046】
コンバイナピンCPが、後方及び上方に移動することによって、コンバイナユニット13は、支持ピンAPを中心に回動し、展開位置に向かって起き上がっていく。
【0047】
図7に動作状態における表示装置10を示す。
図6の非動作状態から、スライド板19が後方に移動し、コンバイナピンCPが上記移動経路に沿って上方に移動していき、コンバイナピンCPが第1のカム部CM1の上端に達すると、コンバイナピンCPは、第2のカム部CM2(
図5A及び
図5B参照)に遷移する、すなわち第2のカム部CM2上に達する。すなわち、コンバイナピンCPは、可動部材23のカム面23S(
図5A及び
図5B参照)上に達する。コンバイナピンCPが第2のカム部CM2上に達すると、コンバイナユニット13は、展開位置に達する。
【0048】
図7に示すように、展開位置に達した状態から、さらにスライド板19が後方に移動することで、コンバイナピンCPが第2のカム部CM2上を移動する。このスライド板19の後方への移動に応じて、コンバイナピンCPは上記移動経路に沿ってさらに上方に移動して、コンバイナユニット13が回動する。
【0049】
なお、可動部材23に対するバネEMの付勢力は、上述したコンバイナユニット13を後方に回動させる方向に向かってかけられている付勢力より大きいものとなっている。従って、通常動作の際、例えばコンバイナユニット13に特段の外力がかかっていない場合には、可動部材23はバネEMの付勢力に逆らって移動しない。すなわち、通常動作の際、
図5Aに示すように、可動部材23は、第1のカム部CM1と共に連続したカム面を形成している。
【0050】
上述したように、第2のカム部CM2は、スライド板19の移動方向に対して、第1のカム部CM1よりも緩やかな傾斜を有している。従って、コンバイナピンCPは、第1のカム部CM1と接している場合よりも、スライド板19の移動量、すなわち駆動部Mのモータの回転量に対しての移動量が少なくなる。すなわち、コンバイナユニット13は、スライド板19の移動に伴い、コンバイナユニット13を収納位置から展開位置に持ち来す時、いわゆる展開時よりもゆっくりかつ少しずつ回動する。
【0051】
この動作によって、展開位置におけるコンバイナユニット13の角度調整を行う調整動作を行うことが可能である。また、上述のように、このゆっくりとした回動はスライド板19の移動速度を、展開時から変えずに達成可能である。また、この調整動作においては、スライド板19の移動量、すなわち駆動部Mのモータの回転量に対するコンバイナユニット13の回動量が、展開時よりも小さくなる。
【0052】
このことにより、コンバイナユニット13の回動角度位置を高い精度で調整することが可能となる。また、例えばモータの駆動量制御の精度を変更せずにコンバイナユニット13の回動角度位置の位置決め精度を高めることが可能である。
【0053】
さらに、スライド板19の移動速度を変えずに、すなわち駆動部Mのモータの回転速度を変えずに、コンバイナユニット13の回動速度を展開時には高速に、その後の調整動作では低速とすることが可能である。すなわち、コンバイナユニットの回動動作中に駆動部Mのモータの回転速度を変更する必要が無いので、駆動部Mの動作安定性を高めることが可能である。また、駆動部Mのモータの回転速度が変化する際に発生するコンバイナユニットの不自然な動作を抑制することが可能である。
【0054】
[コンバイナユニットに外力がかかった際の動作]
図8は、コンバイナユニット13に外力がかかった際の表示装置の動作状態を示す表示装置10の側面図である。
図6及び7と同様に、
図8においては、図の簡略化のため、移動機構以外の構造は、筐体11の側面の外形(二点鎖線)のみを示している。また、
図8においては、外板21を省略している。なお、スライド板19については、破線で示している。
【0055】
図8を用いて、コンバイナユニット13が展開位置にある際に、コンバイナユニット13に対して、表示装置10の後方(図中矢印F方向)に外的力(外力)がかかった際の動作について説明する。この外力は、例えば、表示装置10を搭載している当該移動体の乗員が手等でコンバイナを手前に引き倒そうとした際に発生する。
【0056】
上述のように、コンバイナユニット13が展開位置にある際には、コンバイナピンCPは、第2のカム部CM2上、すなわち可動部材23のカム面23S(
図5A及び
図5B参照)上にある。この状態で、コンバイナユニット13に矢印F方向に外力がかかると、コンバイナユニット13は、支持ピンAPを中心に表示装置10の後方に向かって回動しようとする。
【0057】
この際、コンバイナピンCPを下方に向かって、すなわち可動部材23に向かって移動させる力が働く。従って、コンバイナピンCPによって可動部材23に下方に向かって力がかかることとなる。この力が、可動部材23に対するバネEMの付勢力を超えると、可動部材23は、被支持突起23P(
図5A及び
図5B参照)を中心に下方に回動する。この際、コンバイナピンCPも可動部材23と共に下方に移動する。従って、コンバイナユニット13は、外力に従って後方に向かって回動する。この際、スライド板19は移動しない。
【0058】
外力が消滅すると、可動部材23は、バネEMの付勢力により元の位置に戻る。それに合わせて、コンバイナピンCPも元の位置に戻り、コンバイナユニット13は外力が加わる前の位置に戻る。
【0059】
このように動作する故に、表示装置10においては、コンバイナユニット13に不慮の外力が加わった際においても、可動部材23の回動によって当該外力を受け流すことができる。従って、コンバイナユニット13に外力によって過度の変形力(過度な曲げ等)が加わることを防止し、外力によるコンバイナユニット13の破損を防止することが可能である。
【0060】
また、上述のように、外力がかかった際にスライド板19が移動しないため、駆動部Mを駆動することによるコンバイナユニット13の再度の位置調整を不要とすることができる。
【0061】
なお、外力によって可動部材23が下方に回動して、可動部材23がスライド板19に当接した後にも外力がかかり続ける場合、コンバイナピンCPからかかる力によって、可動部材23を介して、スライド板19に表示装置10の前方へ移動させる力が加わる。この力によって、スライド板19は表示装置10の前方に向かってスライド移動する。このスライド移動によって、コンバイナユニット13にかかる外力を受け流すことができる。
【0062】
従って、コンバイナユニット13に上述の場合よりも長い時間または大きな外力が加わった場合でも、外力によってコンバイナユニット13に過度の変形力が加わることを防止し、外力によるコンバイナユニット13の破損を防止することが可能である。
【0063】
また、この外力によるスライド板19のスライド移動の際、駆動ギア15を介して、駆動部Mのモータも回転する。この外力によるモータの回転をモータに接続されている検知装置(図示せず)によって検出して、コンバイナユニット13に過度の外力がかかっていることを検知することとしてもよい。
【0064】
この検知結果を用いて、駆動部Mにコンバイナユニット13の回動位置の再調整動作を行わせる等の制御を行うこととしてもよい。また、例えば、この検知結果を用いて表示装置10のユーザに対して、コンバイナユニット13に過度の力がかかっている旨の警告を発することとしてもよい。
【0065】
なお、上述のように、可動部材23の回動支点である被支持突起23Pは、板バネPS1及びPS2によって、多少の移動が許容されつつ、すなわち移動に対する余裕を持って保持されている。従って、上記不慮の外力がかかり、可動部材23にコンバイナピンCPを介して不規則な力が加わる場合でも、不規則な力によるがたつきは、上記可動部材23の回動支点の移動に対する余裕を持たせた保持により吸収される。
【0066】
また、コンバイナユニット13が展開位置にある際には、コンバイナピンCPは、第2のカム部CM2上、すなわち可動部材23のカム面23S(
図5A及び
図5B参照)上にある。この状態で、コンバイナユニット13に前方方向、すなわち
図8中の矢印F方向とは反対方向の外力がかかると、コンバイナユニット13は、支持ピンAPを中心に表示装置10の前方に向かって回動しようとする。
【0067】
上述のように、コンバイナユニット13が展開位置にある際には、コンバイナピンCPは、第2のカム部CM2、すなわち可動部材23のカム面23Sに接しているのみであり、上方からは拘束されていない。従って、外力が上述したコンバイナユニット13を後方に回動させる方向に向かってかかっている付勢力を上回ると、コンバイナユニット13が外力に従って前方に回動すると共に、コンバイナピンCPは、カム構造CMによる拘束なしに上方に向かって動く。すなわち、コンバイナユニット13は、過度な力(過度な曲げ等)を受けることなく回動する。
【0068】
このように、コンバイナユニット13に前方方向に外力がかかった際にも当該外力を受け流すことができる。よって、この場合においても、コンバイナユニット13に外力によって過度の変形力が加わることを防止し、外力によるコンバイナユニット13の破損を防止することが可能である。
【0069】
なお、コンバイナピンCPの経路上に係止構造であるストッパ構造(図示せず)を設け、コンバイナユニット13が外力によって前方に回動する際に、許容量以上の回動を防止することとしてもよい。
【0070】
上述のように、コンバイナユニット13は、後方に回動する方向に向かって付勢されているので、外力が消滅すると、コンバイナユニット13は外力が加わる前の位置に戻り、コンバイナピンCPも元の位置に戻る。
【0071】
上述した実施例における種々の構成等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。