JP5115784B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、表示素子からの表示光をフロントガラスや専用の照射部材に照射して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来のヘッドアップディスプレイ装置として、例えば特許文献１記載のものが知られている。このヘッドアップディスプレイ装置は、出射部が形成されたハウジング内に例えば液晶パネルからなる表示素子と反射部材を収容し、表示素子の表示光（表示像）を反射部材を通じて反射させると共に出射部を通じて所定の照射部材、自動車のフロントガラスに照射して表示を行うものである。

反射部材は、ホルダ部材を通じて保持され、照射部材たるフロントガラスに照射される表示像の位置を移動させて位置調整を行えるよう、所定の回転軸線を中心として回動可能に設けられている。この際、ホルダ部材には、回転軸線に沿って周囲に突出する一対の軸部（被支持部）が設けられ、一方、ハウジング側にはこれら一対の軸部を支持する一対の軸受け部（支持部）が設けられ、これら軸部を軸受け部で軸受け保持することでホルダ部材を通じて保持した反射部材を回動可能に構成している。

ところでホルダ部材は、合成樹脂材料にて形成するのが好適であるが、合成樹脂材料は線膨張率が大きい性質を有している。このため、合成樹脂製のホルダ部材を軸受け支持するにあたり、回転軸線方向（回転スラスト方向）のクリアランスを確保する必要があるが、クリアランスを大きく設定すると、振動でガタツキが生じる。

このような問題に対処するために、下記特許文献１記載のヘッドアップディスプレイ装置では、軸部と軸受け部との間にコイルスプリングからなる付勢部材を介在させることでホルダ部材の回転軸線方向への移動に伴うガタツキを管理（防止）している。
特開２００６−２４８３２２号公報（図２）

しかしながら、前掲特許文献１記載のヘッドアップディスプレイ装置は、ホルダ部材のガタツキ防止にあたり付勢部材が必要となるため、部品点数が増加し、さらに組み立て作業も繁雑になるという問題点を有している。

本発明は、この点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、付勢部材を用いることなく、ガタツキを管理することが可能なヘッドアップディスプレイ装置を提供するものである。

本発明は、前記目的を達成するため、出射部が形成されたハウジング内に表示素子と反射部材とを収容し、前記表示素子の表示光を前記反射部材を通じて反射させると共に前記出射部を通じて所定の照射部材に照射して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、合成樹脂材料からなり、前記反射部材を保持すると共に所定の回転軸線を中心として前記ハウジングに対して回動可能に設けられるホルダ部材と、前記ハウジングに設けられ、前記ホルダ部材を前記回動軸線を中心として回動可能に支持する支持部と備え、前記ホルダ部材には、前記回動軸線に沿って前記反射部材を挟むように設けられる一対の第１，第２の被支持部を設け、前記支持部は前記第１の被支持部を支持する第１の支持部と前記第２の被支持部を支持する第２の支持部とでなり、前記第１の支持部と前記第１の被支持部との間に前記第１の被支持部の前記回転軸線方向への移動を許容する隙間を設け、前記第２の支持部と前記第２の被支持部とが配置される側に、前記第２の支持部の一部を切り欠いた導入溝と、この導入溝に前記第２の被支持部を挿入することで前記第２の支持部に前記第２の被支持部を回動可能に組み付けできるとともに、前記第２の被支持部の前記回転軸線方向への移動を規制する規制部とを設けたことを特徴とする。

また本発明は、前記第１，第２の支持部のうち少なくとも一方を前記ハウジングとは別部品にて形成し、前記ハウジングに取り付け固定してなることを特徴とする。

また本発明は、前記第２の支持部が前記ハウジングとは別部品となる支持部材に形成され、この支持部材が箱形に形成されてな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、付勢部材を用いることなく、ガタツキを管理することが可能な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。

図１から図８は、本発明の一実施形態を示すもので、図１は本発明を適用したヘッドアップディスプレイ装置の全体構成を示す概略図、図２は同実施形態における反射ユニットの分解斜視図、図３は同実施形態における反射ユニットの正面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は同実施形態における反射ユニットの側面図、図６は同実施形態における第２の支持部材の斜視図、図７及び図８は同実施形態における第２の支持部材の組み付けを説明する要部断面図である。

図１において、本実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置は、例えば自動車に搭載されるもので、ハウジング１と、表示ユニット２と、バックライトユニット（照明手段）３と、平面鏡４と、反射ユニット５と、アクチュエータ６とを備えており、表示ユニット２及びバックライトユニット３を通じて生成され、平面鏡４と反射ユニット５とを通じて反射される表示光（表示像）Ｌを車両のフロントガラス（所定の照射部材）７に照射して表示を行うもので、表示内容としては例えば各種車両情報やナビゲーション情報等があげられる。

ハウジング１は例えば黒色の合成樹脂からなり、表示ユニット２、バックライトユニット３、平面鏡４、反射ユニット５、アクチュエータ６とを内部に収容する他、フロントガラス７に対向する側には、表示光Ｌをフロントガラス７に向けて出射させる出射部８が形成され、この出射部８は透光性カバー９にて覆われている。

表示ユニット２は、バックライトユニット３からの光を受けて表示像（表示光）Ｌを形成する例えば液晶表示パネルからなる表示パネルを含み、ハウジング１に固定配置されている。

バックライトユニット３ は、光源基板、光源、レンズ部材、ケース等を含み、表示ユニット２の背後に位置してハウジング１に取り付け固定されている。

平面鏡４は、表示ユニット２からの表示光Ｌを反射ユニット５に向けて反射する。

反射ユニット５は、平面鏡４を通じて入射する表示光（表示像）Ｌを出射部８に向けて反射すると共にアクチュエータ６の作動に伴い、所定の回転軸線ＡＸ（図４参照）を中心（軸）として回動可能に構成されるが、その詳細構造については後述する。

反射ユニット５を通じて反射された表示光Ｌは、出射部８に設けられた透光性カバー９を透過してフロントガラス７上に照射され、虚像となって乗員Ｐに視認される。

アクチュエータ６は、例えばステッピングモータからなり、出力ギヤ６ａ（図５参照）を通じて反射ユニット５と連結された状態でハウジング１に取り付け固定されている。

次に図２〜図８に基づいて反射ユニット５を説明する。反射ユニット５は、反射部材１０と、ホルダ部材２０とを有する。

反射部材１０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なる。

ホルダ部材２０は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、保持部２１と、ギヤ部２２と、一対の第１，第２の被支持部２３，２４と、一対の規制部２５，２６とを備えている。

保持部２１は、反射部材１０に沿って延在し反射部材１０と接着保持する。

ギヤ部２２は、保持部２１の反射部材１０が接着される側とは反対側に位置して形成され、アクチュエータ６の出力ギヤ６ａと連結されている。

一対の第１，第２の被支持部２３，２４は、ホルダ部材２０をアクチュエータ６を通じて回動させる際の回転軸線ＡＸに沿って、反射部材１０を挟むように設けられるもので、後述する一対の支持部を通じてハウジング１に回動可能に支持されるものである。

これら一対の第１，第２の被支持部２３，２４のうち、第１の被支持部２３は、保持部２１の反射部材１０が接着される側とは反対側に位置して筒状（袋状）に形成され、前記一対の支持部のうちの一方を挿入できるように開口している。

一方、第２の被支持部２４は、保持部２１から屈曲して反射部材１０の側方に延びる延長部２７の外壁面から更に側方に突出する突出片２８を利用して断面幅狭な軸部として形成され、前記一対の支持部のうちの他方に挿入できるように形成されている。

一対の規制部２５，２６は、突出片２８を利用して第２の被支持部２４を挟むように形成された断面幅広のフランジ形状部からなり、第２の被支持部２４を他方の前記支持部に挿入した際、前記支持部の一部と当接して第２の被支持部２４の回転軸線ＡＸ方向への移動を規制する。この場合、規制部２５，２６の間隔は第２の被支持部２４を他方の前記支持部に挿入可能であるが、挿入完了時には第２の被支持部２４の回転軸線ＡＸ方向への移動を禁止できる寸法に設定されている。

次に図２〜図４及び図６に基づいて第１，第２の支持部について説明する。

まず第１，第２の被支持部２３，２４のそれぞれに対応するハウジング１箇所には、ハウジング１とは別部品となる第１，第２の支持部材３０，４０が取り付け固定され、これら第１，第２の支持部材３０，４０に第１，第２の支持部３１，４１が形成されている。

第１の支持部材３０は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、第１の支持部３１と、第１の取付固定部３２とを有している。

第１の支持部３１は、回転軸線ＡＸに沿って突出し、第１の被支持部２３が挿入されてホルダ部材２０の一端を回転可能に支持する突出部からなる。

第１の取付固定部３２は、断面形状が「く」字形に屈曲する板状片からなり、ビス等を通じてハウジング１の第１の取付部５０に不動状態に取り付け固定されている。

第２の支持部材（支持部材）４０も、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、第２の支持部４１と、第２の取付固定部４２と、周壁部４３と、仕切部４４とを有する有底箱形状を有している。

第２の支持部４１は、周壁部４３の一部を切り欠き形成することにより第２の支持部２４を回転可能に軸受け支持する孔部からなり、この第２の支持部４１には、同じく周壁部４３の一部を切り欠き形成することに設けられた導入溝４５が接続され、この導入溝４５を通じて第２の支持部２４を組み付けるようにしている。

第２の取付固定部４２は、周壁部４３と、仕切部４４との底壁を形成するもので、ビス等を通じてハウジング１の第２の取付部６０に不動状態に取り付け固定されている。

周壁部４３と仕切部４４は、第２の支持部材４０の強度を確保すべく第２の取付固定部４上に連続形成されるものである。

次にホルダ部材２０の第１，第２の支持部材３０，４０を通じたハウジング１への取り付けについて説明する。

まず、第１の支持部材３０をハウジング１の第１の取付部５０に取り付け固定する。

次に、第２の支持部材４０をホルダ部材２０の第２の被支持部２４に挿入組み付けする。

この際、図７，図８に示すように、第２の被支持部２４は、その断面形状が一対の幅広部と一対の幅狭部とを組み合わせてなる細長形状に設定されており、この被支持部２４をその長手方向軸線に沿って第２の支持部材４０の導入溝４５に挿入して第２の支持部４１内に位置させた後（図７）、被支持部２４または第２の支持部材４０を回動させることにより、被支持部２４の長手方向軸線と導入溝４５の延長軸線とを不一致とし、これによりホルダ部材２０に対する第２の支持部材４０の組み付けが完了する。

次に第２の支持部材２０を組み付けたホルダ部材２０をハウジング１に組み付けることになるが、その組み付けは、予め取り付け固定してある第１の支持部材３０の第１の支持部３１にホルダ部材２０の第１の被支持部２３を回転軸線ＡＸ方向に沿って挿入してホルダ部材２０をハウジング１に対して方持ち支持させた後、ホルダ部材２０の第２の被支持部４１を支持した第２の支持部材４０をハウジング１の第２の取付部６０に取り付け固定し、これによりホルダ部材２０がハウジング１に対して回動可能に取り付けられる。

この取り付け状態において、ホルダ部材２０のギヤ２２はアクチュエータ６の出力ギヤ６ａに連結され、アクチュエータ６の作動に伴ってホルダ部材２０に保持された反射部材１０が回動し、フロントガラス７上における表示像Ｌの乗員Ｐから見て上下方向の位置調整が可能となる。

またこの取り付け状態において、第１の被支持部２３は、第１の支持部３１との間に第１の被支持部２３の回転軸線ＡＸ方向への移動を許容する隙間Ｓを有した状態で第１の支持部３１に支持され、これに対して第２の被支持部２４は一対の規制部２５，２６により回転軸線ＡＸ方向への移動が禁止された状態で第２の支持部４１で支持される（図４参照）。

従って、例えば冷熱サイクル等に起因してホルダ部材２０が膨張し寸法増加しても隙間Ｓによる増加分の吸収し、これにより常時、ホルダ部材２０の回動に必要な隙間を確保できると共に、規制部２５，２６により回転軸線ＡＸ方向への移動が規制されることでガタツキも生じない。

以上のように本実施形態では、出射部８が形成されたハウジング１内に表示ユニット（素子）２と反射部材１０とを収容し、表示ユニット２の表示光Ｌを反射部材１０を通じて反射させると共に出射部８を通じてフロントガラス（所定の照射部材）７に照射して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、反射部材１０を保持すると共に所定の回転軸線ＡＸを中心として回動可能に設けられるホルダ部材２０と、ハウジング１に設けられホルダ部材２０を回転軸線ＡＸを中心として回動可能に支持する支持部３１，４１と備え、ホルダ部材２０には回転軸線ＡＸに沿って反射部材１０を挟むように設けられる一対の第１，第２の被支持部２３，２４を設け、支持部３１，４１は第１の被支持部２３を支持する第１の支持部３１と第２の被支持部２４を支持する第２の支持部４１とでなり、第１の支持部３１と第１の被支持部２３との間に第１の被支持部２３の回転軸線ＡＸ方向への移動を許容する隙間Ｓを設け、第２の支持部４１と第２の被支持部２４とが配置される側に第２の被支持部２４の回転軸線ＡＸ方向への移動を規制する規制部２５，２６を設けたことにより、専用の付勢部材を用いることなく、ガタツキを管理、抑制することができ、部品点数の削減や組み付け工数の削減を達成できる。

また本実施形態では、第１，第２の支持部３１，４１をハウジング１とは別部品にて形成し、ハウジング１に取り付け固定したことにより、ホルダ部材２０をハウジング１に組み付けるにあたり、ハウジング１の構造が複雑化するのを防止でき、また第１，第２の支持部３１，４１の少なくとも一方を先にホルダ部材２０に組み付けておき、第１，第２の支持部３１，４１の少なくとも一方をハウジング１に固定することでホルダ部材２０を取り付けすることができるため、組み付け作業性を良好にすることができる。

また本実施形態では、第２の支持部４１がハウジング１とは別部品となる第２の支持部材４０に形成され、この支持部材４０が箱形に形成されてなることにより、第２の支持部４１が形成される第２の支持部材４０の剛性を高め、強度を確保することができる。

また本実施形態では、支持部材４０に仕切部４４を設けたことにより、更に剛性を高めている。

なお本実施形態では、保持部２１の突出片２８を利用して規制部２５，２６を設けたが、規制部は、第２の支持部４１と第２の被支持部２４とが配置される側、すなわち、反射部材１０を挟んで第１の支持部４１と第１の被支持部２３が配置される側とは反対側に位置して、第２の被支持部２４の回転軸線ＡＸ方向への移動を規制できるように設けられていればよいものであり、必ずしも第２の被支持部２４の近傍に設ける必要はなく、またその形成対象もホルダ部材２０のみに限らず、ホルダ部材２０と第２の支持部材４０を含む任意の他部材とのそれぞれに設けてもよい。

また本実施形態では、第１の支持部３１を突出形状とし、第１の被支持部２３を筒状としたが、隙間Ｓを介して両者を連結することができれば、形状は任意である。

本発明の一実施例に係わるヘッドアップディスプレイ装置の全体構成を示す概略図。 同実施形態における反射ユニットの分解斜視図。 同実施形態における反射ユニットの正面図。 図３のＡ−Ａ断面図。 同実施形態における反射ユニットの側面図。 同実施形態における第２の支持部材の斜視図。 同実施形態における第２の支持部材の組み付けを説明する要部断面図。 同じく同実施形態における第２の支持部材の組み付けを説明する要部断面図。

符号の説明

１ ハウジング
２ 表示ユニット
３ バックライトユニット（照明手段）
４ 平面鏡
５ 反射ユニット
６ アクチュエータ
６ａ 出力ギヤ
７ フロントガラス（所定の照射部材）
８ 出射部
９ 透光性カバー
１０ 反射部材
２０ ホルダ部材
２１ 保持部
２２ ギヤ部
２３，２４ 第１，第２の被支持部
２５，２６ 規制部
２７ 延長部
２８ 突出片
３０，４０ 第１，第２の支持部材
３１，４１ 第１，第２の支持部
３２ 第１の取付固定部
４２ 第２の取付固定部
４３ 周壁部
４４ 仕切部
４５ 導入溝
５０ 第１の取付部
６０ 第２の取付部
ＡＸ 回転軸線
Ｌ 表示光（表示像）
Ｐ 乗員
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 出射部が形成されたハウジング内に表示素子と反射部材とを収容し、前記表示素子の表示光を前記反射部材を通じて反射させると共に前記出射部を通じて所定の照射部材に照射して表示を行うヘッドアップディスプレイ装置であって、
   合成樹脂材料からなり、前記反射部材を保持すると共に所定の回転軸線を中心として前記ハウジングに対して回動可能に設けられるホルダ部材と、
   前記ハウジングに設けられ、前記ホルダ部材を前記回動軸線を中心として回動可能に支持する支持部と備え、
   前記ホルダ部材には、前記回動軸線に沿って前記反射部材を挟むように設けられる一対の第１，第２の被支持部を設け、
   前記支持部は前記第１の被支持部を支持する第１の支持部と前記第２の被支持部を支持する第２の支持部とでなり、
   前記第１の支持部と前記第１の被支持部との間に前記第１の被支持部の前記回転軸線方向への移動を許容する隙間を設け、
   前記第２の支持部と前記第２の被支持部とが配置される側に、前記第２の支持部の一部を切り欠いた導入溝と、この導入溝に前記第２の被支持部を挿入することで前記第２の支持部に前記第２の被支持部を回動可能に組み付けできるとともに、前記第２の被支持部の前記回転軸線方向への移動を規制する規制部とを設けたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記第１，第２の支持部のうち少なくとも一方を前記ハウジングとは別部品にて形成し、前記ハウジングに取り付け固定してな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。
3. 前記第２の支持部が前記ハウジングとは別部品となる支持部材に形成され、この支持部材が箱形に形成されてな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。

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