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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-04
(45)【発行日】2022-07-12
(54)【発明の名称】ヘッドアップディスプレイ装置
(51)【国際特許分類】
   G02B 27/01 20060101AFI20220705BHJP
   B60R 11/02 20060101ALI20220705BHJP
   B60K 35/00 20060101ALI20220705BHJP
【FI】
G02B27/01
B60R11/02 C
B60K35/00 A
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2019539091
(86)(22)【出願日】2018-07-30
(86)【国際出願番号】 JP2018028474
(87)【国際公開番号】W WO2019044322
(87)【国際公開日】2019-03-07
【審査請求日】2021-05-20
(31)【優先権主張番号】P 2017163422
(32)【優先日】2017-08-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000231512
【氏名又は名称】日本精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100195648
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 悠太
(74)【代理人】
【識別番号】100175019
【弁理士】
【氏名又は名称】白井 健朗
(74)【代理人】
【識別番号】100104329
【弁理士】
【氏名又は名称】原田 卓治
(72)【発明者】
【氏名】宇都 佑哉
(72)【発明者】
【氏名】岩屋 太陽
【審査官】右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-085539(JP,A)
【文献】仏国特許出願公開第03023926(FR,A1)
【文献】国際公開第2017/126455(WO,A1)
【文献】特開2017-068190(JP,A)
【文献】特開2012-056334(JP,A)
【文献】特開2014-021391(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0371158(US,A1)
【文献】米国特許第05566048(US,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0146282(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第105324017(CN,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 27/01
B60R 11/02
B60K 35/00
G02B 7/182 - 7/198
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示器が出射した画像を表す表示光を反射部で反射させ、前記反射部で反射した前記表示光により、前記画像に対応する虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記反射部を保持するとともに両端に突出する一対の回転軸部を設ける反射部ホルダと、
前記一対の回転軸部をそれぞれ回動可能に支持する一対のベアリングと、
前記一対のベアリングをそれぞれハウジングに保持する一対のベアリングホルダと、を備え、
前記各ベアリングホルダには、前記ベアリングの半径方向に突出する第1の被支持部が設けられ、
前記ハウジングは、一方の前記ベアリングホルダの前記第1の被支持部が位置決めされる穴状の第1の支持部と、他方の前記ベアリングホルダの前記第1の被支持部が位置決め
される前記回転軸部の軸線方向に沿った長穴状の第2の支持部と、
前記一対のベアリングホルダのうち少なくとも一方の前記ベアリングホルダには、前記回転軸部の軸線方向と交わる方向に配置されて突出する前記ハウジングに位置決めされる第2の被支持部が設けられ、
前記ハウジングは、前記第2の被支持部が位置決めされ、前記軸線方向と交わる方向に沿った長穴状の第3の支持部と、を備える、
ことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項2】
前記第2の被支持部が設けられた一方の前記ベアリングホルダと同一形状のベアリングホルダを反対側のベアリングホルダとして配置し、
前記ハウジングは、前記反対側のベアリングホルダの前記第2の被支持部が位置決めされ、前記回転軸部の軸線方向に沿い前記第2の被支持部より広幅で長穴状の第4の支持部を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項3】
前記回転軸部は、前記反射部ホルダと別体に設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
所定の画像を表す表示光を出射する表示器を有し、表示器からの表示光を、凹面鏡等の反射部材を介して、車両のフロントガラス等に投射させることで、ユーザに表示像を虚像として外景とともに視認させるヘッドアップディスプレイ(HUD)装置が知られている。
【0003】
特許文献1には、反射部材の角度調整のため、反射部材の両端に突出して設けた回転軸となる被支持部と、被支持部を回転可能に支持する支持部とを備え、反射部材を回転可能に保持する構造のヘッドアップディスプレイ装置が開示されている。特許文献1に係るヘッドアップディスプレイ装置は、一端の被支持部に球面が形成され、支持部に球面と点接触または線接触する摺動面を形成し、被支持部と支持部とを互いに押し付ける弾性部材を設けて隙間をなくして支持するようになっており、他端の被支持部も曲面部を備え、点接触または線接触する摺動面で支持し、弾性部材で隙間をなくす構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2014-85539号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に係るヘッドアップディスプレイ装置では、反射部材を回転可能に支持するため、被支持部と支持部の間に球面を設けて点接触または線接触させ、弾性部材で付勢する構造のため、支持構造が複雑となり、反射部材を大型化しようとすると改善の余地がある。特に、反射部材の両端に回転軸となる被支持部を設けているため、反射部材を大型化しようとすると、回転軸間が長くなって反射部材の製作精度や両端に位置する回転軸の軸ずれ誤差などの影響が大きくなるという問題がある。
【0006】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、反射部材の製作精度や軸ずれ誤差などの影響を回避して精度良く組み立てることができるヘッドアップディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明のヘッドアップディスプレイ装置は、
表示器が出射した画像を表す表示光を反射部で反射させ、前記反射部で反射した前記表示光により、前記画像に対応する虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置であって、
前記反射部を保持するとともに両端に突出する一対の回転軸部を設ける反射部ホルダと、
前記一対の回転軸部をそれぞれ回動可能に支持する一対のベアリングと、
前記一対のベアリングをそれぞれハウジングに保持する一対のベアリングホルダと、を備え、
前記各ベアリングホルダには、前記ベアリングの半径方向に突出する第1の被支持部が設けられ、
前記ハウジングは、一方の前記ベアリングホルダの前記第1の被支持部が位置決めされる穴状の第1の支持部と、他方の前記ベアリングホルダの前記第1の被支持部が位置決めされる前記回転軸部の軸線方向に沿った長穴状の第2の支持部と、
前記一対のベアリングホルダのうち少なくとも一方の前記ベアリングホルダには、前記回転軸部の軸線方向と交わる方向に配置されて突出する前記ハウジングに位置決めされる第2の被支持部が設けられ、
前記ハウジングは、前記第2の被支持部が位置決めされ、前記軸線方向と交わる方向に沿った長穴状の第3の支持部と、を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、反射部材の製作精度や軸ずれ誤差などの影響を回避して精度良く組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の一実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置の構成を説明するための概略断面図である。
図2】本発明の一実施の形態に係る反射部支持機構及び反射部駆動機構の概略側面図である。
図3】反射部ホルダ及びケーシングを分解して示す部分斜視図である。
図4】反射部支持機構の一部分の分解斜視図及び組み立て状態の断面図である。
図5】ハウジングの一方側および他方側のそれぞれ部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一実施の形態に係るヘッドアップディスプレイ装置を、図面を参照して説明する。
ヘッドアップディスプレイ装置(以下、HUD装置と略記する)100は、例えば自動車に搭載されるものであり、図1に示すように、ハウジング1と、表示器2と、平面鏡3と、反射部材40を有する反射部4と、反射部支持機構5及び反射部駆動機構6と、図示しない回路基板と、を備える。
【0011】
HUD装置100は、表示器2が出射した所定の画像を表す表示光Lを、平面鏡3と反射部4とで反射させ、HUD装置100が搭載される車両のフロントガラス200に照射し,画像に対応する虚像を表示する。HUD装置100がこのような虚像として表示する内容は、各種車両情報、ナビゲーション情報等である。
【0012】
ハウジング1は、金属材料で形成され、例えば後述する反射部ホルダ50と同一のチタン合金製とされ、表示器2、平面鏡3、反射部4、反射部支持機構5及び、反射部駆動機構6と、回路基板(図示せず)を内部に収容する。ハウジング1のフロントガラス200に対向する部分には、表示光Lをフロントガラス200に通過させる開口部10が形成され、この開口部10は、透光性カバー11で覆われている。なお、ハウジング1の詳細については後述する。
【0013】
表示器2は、各種車両情報、ナビゲーション情報等の情報を報知するための画像(報知画像)を表す表示光Lを出射するものであり、例えば、液晶パネルとバックライト用光源から構成される透過型液晶ディスプレイ又は、自発光型ディスプレイから構成される。
【0014】
平面鏡3は、表示器2が出射した表示光Lを、反射部4に向けて反射させるものである。
【0015】
反射部4は、平面鏡3で反射した表示光Lをさらに反射させ、フロントガラス200に向けて出射する反射部材40を有している。反射部材40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構成される。
反射部材40は、後述するように、反射部ホルダ50に取り付けられ、反射部支持機構5により水平な回転軸を中心に回転可能に支持され、反射部駆動機構6により回転角度を調整し、フロントガラス200への表示光Lの出射角度を変えることができるようになっている。
【0016】
反射部材40で反射した表示光Lは、ハウジング1の開口部10に設けられた透光性カバー11を透過して、フロントガラス200に向かう。フロントガラス200に到達し、反射された表示光Lは、フロントガラス200の前方位置F(図1参照)に報知画像の虚像(観察者Eに視認される表示像)を形成するとともに、前方からの光を透過する。これにより、HUD装置100は、虚像と前方の実際に存在する外景等との双方を、観察者E(主に車両の運転者)に視認させることができる。
【0017】
反射部支持機構5は、反射部4の反射部材40を回転軸部51の軸線周りに回転可能にハウジング1に支持するものである。
本発明のHUD装置100では、反射部支持機構5は、反射部4の反射部材40を保持するとともに両端に突出する一対の回転軸部51を設ける反射部ホルダ50と、一対の回転軸部51をそれぞれ回動可能に支持する一対のベアリング52と、一対のベアリング52をそれぞれハウジング1に保持する一対のベアリングホルダ53と、を備える。
すなわち、本発明のHUD装置100では、反射部4の凹面鏡で構成された反射部材40は、反射部材40と別体とされた反射部ホルダ50に取り付けられ、反射部ホルダ50の両端の一対の回転軸部51を、それぞれベアリング52およびベアリングホルダ53を介してハウジング1に支持することで回転可能とされている。
【0018】
また、本発明のHUD装置100では、各ベアリングホルダ53には、ベアリング52の半径方向に突出する第1の被支持部54が設けられ、ハウジング1は、一方のベアリングホルダ53の第1の被支持部54が位置決めされる穴状の第1の支持部12と、他方のベアリングホルダ53Aの第1の被支持部54が位置決めされる回転軸部51の軸線方向Xに沿った長穴状の第2の支持部13と、を備える(図3および図5参照)。
これにより、反射部4の位置決めは、ベアリングホルダ53のベアリング52の半径方向に設けた円柱状の位置決めピン54aとなる第1の被支持部54を、ハウジング1の真円の穴状の第1の支持部12に嵌合するとともに、反対側のベアリングホルダ53Aでは、回転軸部51の軸線方向Xに沿った長穴状の第2の支持部13に挿入することで行われる。
すなわち、一方のベアリングホルダ(図示例では、右側)53は、ハウジング1の所定の位置に第1の被支持部54と第1の支持部12で位置決めされる。また、他方のベアリングホルダ(図示例では、反対側の左側)53Aは、軸線方向Xの寸法公差などがあっても長穴状の第2の支持部13によって許容され、軸線方向Xと交差する方向である直交方向は、第1の被支持部54である位置決めピンをその直径と同一幅の第2の支持部13で位置決めすることで行われることになる。
【0019】
反射部ホルダ50は、例えばハウジング1と同一の金属材料からなるチタン合金によるダイキャスト製とされて剛性が確保される。反射部ホルダ50は、図4に示すように、幅方向両端部に回転軸部51を嵌合する嵌合穴50aが形成され、嵌合穴50aの先端50cは、後述するように、ベアリング52を内側から抑えるのに利用される。両端部の嵌合穴50aには、それぞれ別体とした金属材料からなる回転軸部51が一直線上の軸線方向Xに配置されて嵌合される。なお、回転軸部51は反射部ホルダ50と一体に形成されても良い。反射部ホルダ50は、表側に反射部材40の凹面鏡の曲面に合わせて設けた支持パッド50bに両面接着テープなどを介して凹面鏡が取り付けられ、反射部材40の反射面に歪みなどが生じないように取り付けられる。
反射部ホルダ50は、ハウジング1と同一材料とすることで、熱膨張や熱収縮などの影響を回避して組み立て精度を確保している。
【0020】
回転軸部51は、反射部ホルダ50の固定穴50aに圧入する大径部51aと、ベアリング52の内輪52aに圧入される小径部51bとからなる段付きシャフトで構成されている(図5(a)参照)。回転軸部51は、大径部51aが反射部ホルダ50の固定穴50aの先端に圧入される。回転軸部51は、反射部ホルダ50と同一の金属材料または、他の金属材料、あるいは樹脂材料などで形成される。
【0021】
ベアリング52は、図4に示すように、ボールベアリングが用いられて構成される。ベアリング52は、内輪52aに回転軸部51の小径部51bが圧入され、ベアリング52の外輪52bがベアリングホルダ53を介してハウジング1に固定されて回転軸部51が回転可能に支持される。
【0022】
本発明のHUD装置100では、ベアリングホルダ53は、例えば金属材料で略板状に形成される。ベアリングホルダ53は、例えば、一方側のベアリングホルダ53と、反対側の他方側のベアリングホルダ53Aとで共通のものを用い、一方側と他方側で反転して用いる(図3および図4参照)。なお、図4には、左側(他方側)のベアリングホルダ53Aが示してある。
ベアリングホルダ53(53A)は、略U字状の外形を有した金属板状のベアリング取付部53aと、ベアリング取付部53aの上端に一体に形成されて表裏面に沿う方向両端が突き出した固定フランジ部53bとを備える。ベアリング取付部53aにベアリング52が嵌合され、固定フランジ部53bを介してベアリングホルダ53が軸線方向Xと直交してハウジング1に固定される。
ベアリング取付部53aは、内側面(回転軸部51の挿入側)からベアリング52の外輪52bを圧入する円形の取付穴53dが形成され、取付穴53dの先端(外側面(回転軸部51の挿入方向外側))には、外輪52bが係止される外径で内輪52aより大きい貫通孔53eが形成されている。
これにより、ベアリングホルダ53(53A)の取付穴53dに内側から圧入されたベアリング52は、貫通孔53eの周囲に係止されて外側への脱落が防止され、内側では、反射部ホルダ50の固定穴50aの先端50cが内輪52aに当接することでベアリング52の内側への脱落も防止されて固定される。
固定フランジ部53bには、両端部にハウジング1に設けたねじ穴17に固定するねじ挿着孔53fが形成され、ねじ挿着孔53fは、両側のベアリングホルダ53,53Aの組み付け誤差や製作公差などがあってもハウジング1に固定できるように軸線方向Xに沿う長穴状としてある。
【0023】
固定フランジ部53bの中央部には、上方に突き出した把持部53cが一体に形成される。把持部53cは、固定フランジ部53bの上面の中央部から上方に突き出して逆T字状に形成されており、反射部4を組み立てた後、両端の把持部53cを持ってハウジング1に装着できるようにしている。
これにより、ハウジング1への組み立て作業などが上方から容易にできるようになる。なお、把持部53cには、貫通孔53gが上下に2つ形成され、治具などによる把持に利用できるようにしてある。
【0024】
このような反射部ホルダ50に取り付けられた反射部4は、回転軸部51、ベアリング52、ベアリングホルダ53(53A)を介してハウジング1に回転可能に支持される。
ハウジング1には、図3および図5に示すように、軸線方向Xの両端部に、ベアリングホルダ53(53A)を装着する回転軸支持部16が形成され、略U字状の凹部16aと、凹部16aの両端上面の固定面16bとを備える。固定面16bには、両端部にそれぞれねじ穴17が形成してある。凹部16aには、ベアリングホルダ53(53A)のベアリング取付部53aが装着され、固定面16bには、固定フランジ部53bが当てられ、ねじ挿着孔53fを介して装着したねじを2つのねじ穴17に締め付けることで、ベアリングホルダ53(53A)が固定される。
【0025】
ベアリングホルダ53は、ハウジング1への位置決めのため、ベアリング取付部53aにベアリング52の半径方向に突出して第1の被支持部54を構成する位置決めピン54aが設けられ、例えば鉛直下方に突き出して設けてある。位置決めピン54aは、ベアリングホルダ53と一体、あるいは別体として形成される。
第1の被支持部54による反射部4のハウジング1への位置決めの詳細については、後述する。
【0026】
反射部駆動機構6は、図1および図2に示すように、反射部4を軸線方向X周りに駆動する機構であり、反射部支持機構5により水平な軸線方向Xの回転軸(回転軸部51)を中心に反射部4が回転可能に支持され、反射部ホルダ50に取り付けられた反射部材40の回転角度を調整し、フロントガラス200への表示光Lの出射角度を変えるための駆動機構である。
反射部駆動機構6は、反射部ホルダ50の背面下部に下方に突き出して一体に形成された被駆動部50dを前後に挟む一対のアーム部61と、アーム部61をスライドさせるスライダ62と、スライダ62のスライドをガイドするガイドシャフト63と、スライダ62を駆動するリードスクリュ64およびナット65と、リードスクリュ64を回転駆動するモータ66とを備える。
【0027】
一対のアーム部61には、対向して半球状の挟持部61aを備え、挟持部61aの間に反射部ホルダ50の被駆動部50dが上下方向には摺動でき、前後方向(反射部材40の表裏方向)には往復できるように装着される。
アーム部61は、スライダ62に取り付けられ、ガイドシャフト63に沿って前後方向にスライドされるとともに、スライダ62に取り付けたナット65をモータ66で駆動されるリードスクリュ64によって前後方向に往復駆動することで、駆動される。
これにより、スライダ62を往復させることで、挟持部61aでの被駆動部50dの挟持位置(回転軸部51の中心からの距離)が変化しても挟持状態を保持したまま、回転軸部51を中心に反射部ホルダ50を回転駆動して、反射部材40の回転角度を調整し、フロントガラス200への表示光Lの出射角度を変えることができる。
反射部4は、反射部支持機構5によって反射部ホルダ50がベアリングホルダ53、ベアリング52および回転軸部51によって支持され、回転軸部51の軸線方向X等のガタが発生せず、従来の回転支持構造のようなガタをなくすためのトーションばねなどを設ける必要がないので、反射部駆動機構6では、モータ66の負荷が反射部ホルダ50の回動位置によって変化せず、一定の負荷で反射部ホルダ50を回転駆動することができる。
これにより、駆動音の問題や負荷変動などによる耐久性の問題がなく、安定した状態を保持して反射部ホルダ50を回転駆動することができる。
【0028】
図示しない回路基板は、例えばハウジング1内の所定位置に配設され、CPUとROM等の記憶部とを含むマイクロコントローラからなる制御部(図示せず)を実装したプリント回路板である。回路基板の制御部は、表示器2及びモータ66の各々と電気的に接続されている。制御部は、車両ECU(Electronic Control Unit)等の外部装置(図示せず)から通信ラインにより伝送される車両の状態情報を取得し、これに応じて表示器2を駆動し、表示器2に所定の報知画像を表示させる。また、HUD装置100には、観察者E等のユーザが、反射部4の角度を調整するための入力手段(図示せず)が設けられており、制御部は、ユーザの入力手段からの操作内容に応じて、モータ66を駆動し、モータ66を所定の角度だけ回転させる。これにより、反射部4は、回転軸部51を中心に回転駆動される。なお、入力手段は、制御部と電気的に接続されたHUD装置100の外部装置であってもよい。
【0029】
次に、本発明のHUD装置100での反射部4のハウジング1への位置決めについて説明する。
まず、反射部ホルダ50の第1の被支持部54による反射部4のハウジング1への位置決めについて説明する。
各ベアリングホルダ53には、ベアリング52の半径方向に突出する第1の被支持部54が設けられ、ハウジング1は、一方のベアリングホルダ53の第1の被支持部54が位置決めされる穴状の第1の支持部12と、他方のベアリングホルダ53Aの第1の被支持部54が位置決めされる回転軸部51の軸線方向Xに沿った長穴状の第2の支持部13と、を備える(図3および図5参照)。
ベアリングホルダ53のベアリング取付部53aには、ハウジング1への位置決めのため、ベアリング52の半径方向に突出して第1の被支持部54を構成する直径dの円柱状の位置決めピン54aが設けられ、例えば鉛直下方の半径方向(最下端部)に突き出して設けてある(図2図4など参照)。位置決めピン54aは、ベアリングホルダ53と一体、あるいは別体として形成される。
ハウジング1の第1の支持部12は、図2および図5(b)に示すように、ハウジング1の回転軸支持部16に、位置決めの基準とする所定の位置にベアリングホルダ53の位置決めピン54aが位置決めされる真円の直径dの位置決め穴12aとして形成される。
ハウジング1の第2の支持部13は、図5(a)に示すように、ベアリングホルダ53Aの位置決めピン54aが位置決めされる回転軸部51の軸線方向Xに沿った長穴状の位置決め長穴13aとしてハウジング1の回転軸支持部16に形成される。第2の支持部13の位置決め長穴13aは、第1の支持部12と同一の軸線方向X上に位置し、位置決め長穴13aの軸線方向Xに直交する幅は、位置決めピン54aの直径dに対応する幅に形成してある。
【0030】
これにより、反射部4の位置決めは、一方のベアリングホルダ53では、ベアリング52の半径方向に設けた円柱状の位置決めピン54aとなる第1の被支持部54を、ハウジング1の真円の位置決め穴12aの第1の支持部12に嵌合する。反対側のベアリングホルダ53Aでは、回転軸部51の軸線方向Xに沿った位置決め長穴13aの第2の支持部13に位置決めピン54aとなる第1の被支持部54を挿入することで行われる。
すなわち、一方のベアリングホルダ(図示例では、右側)53は、ハウジング1の所定の位置に第1の被支持部54となる位置決めピン54aと第1の支持部12となる位置決め穴12aで位置決めされる。また、他方のベアリングホルダ(図示例では、反対側の左側)53Aは、軸線方向Xの寸法公差や回転軸部51の嵌合深さやベアリング52のベアリングホルダ53Aへの取付位置などの組み立て誤差による回転軸部51の距離(間隔)Dの変化や軸ずれがあっても長穴状の第2の支持部13の位置決め長穴13aによって許容され、軸線方向Xと交差する方向である直交方向は、第1の被支持部54である位置決めピン54aをその直径dと同一幅dの第2の支持部13の位置決め長穴13aで位置決めされる。
以上のように、ベアリングホルダ53,53Aに設けた第1の被支持部54となる位置決めピン54aを、ハウジング1の一方側では、真円の第1の支持部12となる位置決め穴12aで位置決めし、他方側では、軸線方向Xに沿う長穴状の第2の支持部13となる位置決め長穴13aで位置決めすることで、反射部4の反射部材40が取り付けられた反射部ホルダ50をハウジング1の所定の位置に位置決めすることができる。
これにより反射部材の製作精度や軸ずれ誤差など影響を回避して精度良く組み立てることができる。特に、反射部材40の大型化にともない両端の回転軸部51の間隔Dが大きくなり、製作精度や軸ずれなどによる寸法公差が生じても軸線方向Xおよびこれと直交する方向に反射部材40を確実に位置決めして組み立てることができる。
【0031】
次に、反射部ホルダ50の第2の被支持部55と第3の支持部14および第4の支持部15による反射部4のハウジング1への位置決めについて説明する。
本発明のHUD装置100では、一対のベアリングホルダ53、53Aのうち少なくとも一方のベアリングホルダ53(53A)には、回転軸部51の軸線方向Xと交わる方向に配置されて突出し、ハウジング1に位置決めされる第2の被支持部55が設けられ、ハウジング1は、第2の被支持部55が位置決めされ、軸線方向Xと交わる方向に沿った長穴状の第3の支持部14を備えて構成される。
また、本発明のHUD装置100では、第2の被支持部55が設けられた一方のベアリングホルダ53と同一形状のベアリングホルダ53を反対側のベアリングホルダ53Aとして配置し、ハウジング1は、反対側のベアリングホルダ53Aの第2の被支持部55が位置決めされ、回転軸部51の軸線方向Xに沿い第2の被支持部55より広幅で長穴状の第4の支持部15を備えて構成することもできる。
【0032】
以下の本実施の形態のHUD装置100では、第2の被支持部55が設けられた一方のベアリングホルダ53と同一形状のベアリングホルダ53を反対側のベアリングホルダ53Aとして兼用し、反転して配置する場合を例に説明する。
第2の被支持部55は、各ベアリングホルダ53(53A)に設けられる直径dの円柱状の位置決めピン55aで構成され、回転軸部51の軸線方向Xと交わる方向に配置されている。第2の被支持部55を構成する位置決めピン55aは、ベアリングホルダ53の固定フランジ部53bのベアリング取付部53aから突き出した部分に設けられる。
ここでは、ベアリングホルダ53とベアリングホルダ53Aを共通として反転して配置するようにしており、例えば右側に配置される一方のベアリングホルダ53では、位置決めピン55aが反射部材40の反射面となる表側に位置し、左側に配置される他方のベアリングホルダ53A(一方のベアリングホルダ53と同一の仕様であるが、説明のため53Aとしてある)では、位置決めピン55aが反射部材40の反射面と反対の反射部ホルダ50側なる裏側に位置している。すなわち、ベアリングホルダ53(53A)の鉛直下方の位置決めピン54aの鉛直上方の軸線方向Xを挟む対称位置にそれぞれの位置決めピン55aが位置している(図2図3など参照)。
【0033】
ハウジング1には、一方側のベアリングホルダ53の第2の被支持部55の位置決めピン55aを位置決めする第3の支持部14が回転軸支持部16の固定面16bに形成され、図5(b)に示すように、軸線方向Xと交わる直交方向の長穴とした位置決め長穴14aが形成してある。
この第3の支持部14となる位置決め長穴14aは、軸線方向Xと直交する方向に長く、位置決め長穴14aの幅は、位置決めピン55aの直径dに対応した幅(軸線方向Xの幅)dとされている。
ハウジング1には、他方側のベアリングホルダ53Aの第2の被支持部55の位置決めピン55aを位置決めする第4の支持部15が回転軸支持部16の固定面16bに形成され、図5(a)に示すように、軸線方向Xに沿う方向の長穴とするとともに、長穴の幅が位置決めピン55aの直径dより広幅d+αの位置決め広幅長穴15aとして形成してある。
すなわち、ベアリングホルダ53,53Aを同一形状とし、反転して用いることから、第2の被支持部55の位置決めピン55aは、軸線方向Xを挟んで反対側に位置しており、位置決めピン55aが位置決めされる位置決め長穴14aと位置決め広幅長穴15aも対応して軸線方向Xを挟んで反対側に位置している。
【0034】
このような第2の被支持部55と第3の支持部14および第4の支持部15による反射部4のハウジング1への位置決めは、次のようにして行う。
反射部ホルダ50の両端部に回転軸部51,ベアリング52,ベアリングホルダ53または、ベアリングホルダ53Aをそれぞれ組み付ける。反射部ホルダ50に反射部材40を取り付ける。
この後、ベアリングホルダ53,53Aの把持部53cを把持して反射部4を持ち上げ、上下を反転したハウジング1の上方から回転軸支持部16の凹部16aにベアリング取付部53aを装着するようにする。
そして、一方側では、ベアリングホルダ53の下端に突き出している第1の被支持部54の位置決めピン54aを、第1の支持部である真円状の位置決め穴12aに嵌合し、第2の被支持部55の位置決めピン54aを、固定部16bの第3の支持部14の位置決め長穴14aに装着する。
すると、ベアリングホルダ53は、位置決めピン54aを真円の位置決め穴12aに嵌合することで、基準となる位置が定まり、位置決めピン55aを軸線方向Xと直交する方向の長穴の位置決め長穴14aによって位置決めピン55aに組み立て誤差や製作公差(位置決めピン54aと位置決めピン55aとの距離D1など)があっても装着して位置決めすることができ、軸線方向Xに対する位置およびこれと直交する方向の位置決めがなされる。
【0035】
他方側では、ベアリングホルダ53Aの下端に突き出している第1の被支持部54の位置決めピン54aを、第2の支持部である位置決め長穴13aに装着し、第2の被支持部55の位置決めピン55aを、固定部16bの第4の支持部15の位置決め広幅長穴15aに装着するようにする。
すると、ベアリングホルダ53Aは、位置決めピン54aを位置決め長穴13aに装着することで、ベアリングホルダ53,53Aの距離(間隔)Dに組み立て誤差や製作公差があっても位置決めピン54aを軸線方向Xに沿う長穴の位置決め長穴13aに装着することができ、一方側のベアリングホルダ53が軸線方向Xに位置決めされていることと協働して軸線方向Xの位置決めされる。また、軸線方向Xに直交する方向は、位置決め長穴13aの軸線方向Xに直交する穴幅を位置決めピン54aの直径dに対応する幅dとすることで位置決めがなされる。
さらに、ベアリングホルダ53Aの位置決めピン55aは、ベアリングホルダ53,53Aの距離(間隔)Dおよび位置決めピン54aと位置決めピン55aとの間に組み立て誤差や製作公差など(位置決めピン54aと位置決めピン55aとの距離D1など)があっても軸線方向Xに沿う長穴で、しかも軸線方向Xに直交する穴幅を位置決めピン55aの直径より広い広幅d+αにした位置決め広幅長穴15aに装着して組み立てることができる。
これにより、ベアリングホルダ53とベアリングホルダ53Aとを共通として一方側と他方側で反転して用いる場合でも、組み立て誤差や製作公差があってもそれぞれの位置決めピン54aおよび位置決めピン55aを位置決め長穴13aと位置決め広幅長穴15aに装着して位置決めすることができ、軸線方向Xに対する位置およびこれと直交する方向の位置決めを行うことができる。
特に、このHUD装置100によれば、反射部材40を大型化する場合であっても、反射部ホルダ50の回転軸部51の距離(間隔)Dが大きくなり、また、位置決めピン54aと位置決めピン55aとの距離D1の変化などの組み立て誤差や製作公差によって軸ずれなどが生じても両端のベアリングホルダ53,53Aをハウジング1に装着して位置決めすることができ、精度良く組み付けることができる。
【0036】
以上に説明したHUD装置100では、反射部4を保持する反射部ホルダ50の両端に突出して一対の回転軸部51を設け、一対の回転軸部51をそれぞれ一対のベアリング52および一対のベアリングホルダ53,53Aを介してそれぞれをハウジング1に回転可能に支持するようにし、各ベアリングホルダ53,53Aには、ベアリング52の半径方向に突出する第1の被支持部54を設け、ハウジング1には、一方のベアリングホルダ53の第1の被支持部54が位置決めされる穴状の第1の支持部12と、他方のベアリングホルダ53Aの第1の被支持部54が位置決めされる回転軸部51の軸線方向Xに沿った長穴状の第2の支持部13と、を設けている。
これにより、一方のベアリングホルダ53を第1の被支持部54を第1の支持部12に嵌合することで軸線方向Xおよびこれと交差する方向に確実に位置決めすることができる。
そして、他方のベアリングホルダ53Aとの距離(間隔)Dが反射部ホルダ50への回転軸部51の組み立て誤差(嵌合深さなど)やベアリング52への組み立て誤差(嵌合深さなど)や製作寸法の公差などによって変化しても第2の支持部13の長穴によって組み立てることができる。また、第2の支持部13の長穴の穴幅を第1の被支持部54の大きさに対応するようにすることで、軸線方向Xに直交する方向の位置決めもなされ、所定の状態に反射部4をハウジング1に保持することができる。これにより、反射部材40を大型化して回転軸部51の間隔Dが大きくなっても、精度良く組み付けることができる。
また、反射部4は、反射部ホルダ50を介してベアリング52で支持されているので、回転軸部51のガタ付きがなく、従来のガタ付きを防止するトーションばねを設ける必要がなく、反射部4の回転角度によらず一定の負荷で回転駆動することができる。これにより、反射部駆動機構6の駆動にともなう振動や音の発生を抑えることができるとともに、耐久性を向上することができる。
【0037】
また、一対のベアリングホルダ53のうち少なくとも一方のベアリングホルダ53には、回転軸部51の軸線方向Xと交わる方向に配置されて突出するハウジング1に位置決めされる第2の被支持部55が設けられ、ハウジング1には、第2の被支持部55が位置決めされ、軸線方向Xと交わる方向に沿った長穴状の第3の支持部14を設けている。
これにより、ベアリングホルダ53に設けた第2の被支持部55をハウジング1の第3の支持部14に装着して位置決めすることができ、3箇所の被支持部54,55で一層確実にベアリングホルダ53を位置決めし、精度良く組み付けることができる。
【0038】
さらに、第2の被支持部55が設けられた一方のベアリングホルダ53と同一形状のベアリングホルダ53を反対側のベアリングホルダ53Aとして配置し、ハウジング1には、反対側のベアリングホルダ53Aの第2の被支持部55が位置決めされ、回転軸部51の軸線方向Xに沿い第2の被支持部55より広幅で長穴状の第4の支持部15を設けている。
これにより、ベアリングホルダ53と同一形状のベアリングホルダ53Aを反対側に設けて、第2の被支持部55を第4の支持部15に装着して組み付けることができ、ベアリングホルダ53Aも2箇所の被支持部54,55で位置決めすることができ、第1の被支持部54と第2の被支持部55との距離D1などの変化があっても一層確実に、精度良く組み付けることができる。
【0039】
また、回転軸部51は、反射部ホルダ50と別体に設けられているので、別々に製作することができ、それぞれの製作精度の確保が容易となる。また、回転軸部51と反射部ホルダ50の材料を変えることで、必要な耐久性などをそれぞれに確保することもできる。
【0040】
なお、本発明は上記実施の形態及び図面によって限定されるものではない。これらに変更(構成要素の削除も含む)を加えることができるのはもちろんである。
【0041】
以上の説明では、表示器2からの表示光Lを、平面鏡3で反射させ、反射部4に到達させる例を示したが、これに限定されるものではない。HUD装置100は、平面鏡3を有さずに、表示器2からの表示光Lを直接、反射部4に到達させるように構成されていてもよい。また、反射部4で反射した表示光Lがフロントガラス200に投射される例を示したが、これに限定されるものではない。HUD装置100専用の透過反射部材(いわゆるコンバイナ)に反射部4で反射した表示光Lを投射させるようにしてもよい。
【0042】
また、 以上の説明では、HUD装置100を車両に設置する例としたが、これに限定されるものではない。HUD装置100を船舶、航空機等のその他の移動体などの運転席付近に設置することもできる。
【0043】
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
【符号の説明】
【0044】
100 HUD装置(ヘッドアップディスプレイ装置)
200 フロントガラス
1 ハウジング
10 開口部
11 透光性カバー
12 第1の支持部
12a 位置決め穴
13 第2の支持部
13a 位置決め長穴
14 第3の支持部
14a 位置決め長穴
15 第4の支持部
15a 位置決め広幅長穴
16 回転軸支持部
16a 凹部
16b 固定面
17 ねじ穴
2 表示器
3 平面鏡
4 反射部
40 反射部材
5 反射部支持機構
50 反射部ホルダ
50a 固定穴
50b 支持パッド
50c 先端
50d 被駆動部
51 回転軸部
51a 大径部
51b 小径部
52 ベアリング
52a 内輪
52b 外輪
53 ベアリングホルダ(一方側)
53A ベアリングホルダ(他方側)
53a ベアリング取付部
53b 固定フランジ部
53c 把持部
53d 取付穴
53e 貫通孔
53f ねじ挿着孔
53g 貫通孔
54 第1の被支持部
54a 位置決めピン
55 第2の被支持部
55a 位置決めピン
6 反射部駆動機構
61 アーム部
61a 挟持部
62 スライダ
63 ガイドシャフト
64 リードスクリュ
65 ナット
66 モータ
X 軸線方向
d 直径(位置決めピン)
図1
図2
図3
図4
図5