DE102019132417A1

DE102019132417A1 - Antriebsvorrichtung und head-up-display-vorrichtung

Info

Publication number: DE102019132417A1
Application number: DE102019132417.3A
Authority: DE
Inventors: Takafumi Kasuga; Hiroyuki HATASAKO; Takahisa UEKI
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2039-11-30
Also published as: CN111273443B; CN111273443A; DE102019132417B4; JP2020090177A; JP7250496B2; US20200183164A1

Abstract

Die Positionierungsgenauigkeit einer abgestützten Stellung eines gestützten Elements wird verbessert. Eine Antriebsvorrichtung 1 umfasst eine Antriebseinheit 3 und ein bewegliches Element 6, das durch eine Antriebskraft der Antriebseinheit 3 bewegt wird, wobei das bewegliche Element 6 einen Hauptkörperabschnitt 9 und einen Stützabschnitt 10 umfasst, der ein gestütztes Element 132a stützt, und der Stützabschnitt 10 einen elastischen Stützabschnitt 20 zum Vorspannen des gestützten Elements 132a und einen festen Stützabschnitt 30 aufweist, der dem elastischen Stützabschnitt 20 in einer Bewegungsrichtung A des beweglichen Elements 6 gegenüberliegt und das durch den elastischen Stützabschnitt 20 vorgespannte gestützte Element 132a stützt, der elastische Stützabschnitt 20 einen vorstehenden Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts aufweist, der eine konvex gekrümmte Oberfläche bildet, die zu einer Seite vorsteht, an der das gestützte Element 132a anliegt, und der feste Stützabschnitt 30 einen vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts aufweist, der eine konvex gekrümmte Oberfläche bildet, die zu einer Seite vorsteht, an der das gestützte Element 132a anliegt.

Description

Technisches Gebiet
Zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung und eine Head-Up-Display-Vorrichtung.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise ist eine Head-Up-Display-Vorrichtung bekannt, bei der Anzeigelicht von einem Anzeigeelement durch ein reflektierendes Element (konkaver Spiegel) reflektiert und auf eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs projiziert wird, wodurch einem Fahrer des Fahrzeugs ermöglicht wird, ein projiziertes Anzeigebild (virtuelles Bild) visuell zu erkennen. In einer derartigen Head-Up-Display-Vorrichtung wird im Allgemeinen zum Einstellen eines Reflexionswinkels des Anzeigelichts durch das reflektierende Element eine Antriebsvorrichtung verwendet, die einen einen konkaven Spiegel haltenden Spiegelhalter um eine vorbestimmte Drehwelle schwenkt.
In Patentdokument 1 (Japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2015-102700) ist eine Antriebsvorrichtung beschrieben, bei der ein Spiegelhalter geschwenkt wird, indem eine Antriebskraft auf ein vorstehendes Stück übertragen wird, das von dem Spiegelhalter teilweise in einer radialen Richtung der Drehwelle nach außen vorsteht. Diese Antriebsvorrichtung umfasst einen Schrittmotor, eine Leitspindel (Vorschubspindel), die von dem Schrittmotor drehend angetrieben wird, eine parallel zur Leitspindel angeordnete Führungswelle, ein Gestell zum Tragen der Leitspindel und der Führungswelle, und ein Gleitstück, das eine mit der Leitspindel verschraubte Mutter aufweist und in dem ein Führungsloch zum Durchführen der Führungswelle ausgebildet ist, wobei sich das Gleitstück zusammen mit der Drehung der Leitspindel entlang einer axialen Richtung der Leitspindel hin- und herbewegt, und das Gleitstück einen Stützabschnitt zum Tragen des vorstehenden Stücks des Spiegelhalters aufweist, wobei das vorstehende Stück ein gestütztes Element ist. Somit kann der Spiegelhalter durch die Hin- und Herbewegung des Gleitstücks geschwenkt werden, das das vorstehende Stück des Spiegelhalters trägt.
[Patentdokument 1] Japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. 2015-102700
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
Bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Antriebsvorrichtung wird das vorstehende Stück des Spiegelhalters gehalten, indem es zwischen einem Paar von Harzwänden eingeklemmt wird. In einem solchen Aufbau kann es jedoch vorkommen, dass sich der Spiegelhalter beispielsweise bei einer Vibration des Fahrzeugs in die Bewegungsrichtung des Gleitstücks bewegt (Rattern) und aufgrund dieser Bewegung des Spiegelhalters kann es zu einer Unschärfe im Anzeigebild kommen.
Hierbei ist es Aufgabe zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung bereitzustellen, die einen Stützabschnitt aufweist, der eine Positionierungsgenauigkeit des gestützten Elements verbessert.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, eine Antriebseinheit und ein bewegliches Element, das durch eine Antriebskraft der Antriebseinheit bewegt wird, zu umfassen, wobei das bewegliche Element einen Hauptkörperabschnitt und einen Stützabschnitt aufweist, der ein gestütztes Element stützt, der Stützabschnitt einen elastischen Stützabschnitt zum Vorspannen des gestützten Elements und einen festen Stützabschnitt aufweist, der dem elastischen Stützabschnitt in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Elements gegenüberliegt und das durch den elastischen Stützabschnitt vorgespannte gestützte Element stützt, der elastische Stützabschnitt einen vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts aufweist, der eine konvex gekrümmte Oberfläche bildet, die zu einer Seite vorsteht, an der das gestützte Element anliegt, und der feste Stützabschnitt einen vorstehenden Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts aufweist, der eine konvex gekrümmte Oberfläche bildet, die zu einer Seite vorsteht, an der das gestützte Element anliegt.
Gemäß dem vorliegenden Aspekt kann das gestützte Element durch den vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts, der eine an dem elastischen Stützabschnitt vorgesehene konvex gekrümmte Oberfläche bildet, und den vorstehenden Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts, der eine an dem festen Stützabschnitt vorgesehene konvex gekrümmte Oberfläche bildet, gestützt werden. Das heißt, da das gestützte Element durch Einklemmen zwischen den vorstehenden Abschnitten, die konvex gekrümmte Oberflächen bilden, gestützt werden kann, ist es möglich, die Positionierungsgenauigkeit des gestützten Elements zu verbessern.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der elastische Stützabschnitt ein elastisches Element, das den vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts aufweist, und einen Befestigungsabschnitt für das elastische Element umfasst, der das elastische Element hält, wobei der Befestigungsabschnitt für das elastische Element in dem Hauptkörperabschnitt vorgesehen ist. Der Grund dafür ist, dass durch einen derartigen Aufbau die Positionierungsgenauigkeit des gestützten Elements verbessert werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das elastische Element eine Blattfeder ist. Der Grund dafür ist, dass das elastische Element dadurch auf einfache Weise befestigt werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass in dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element ein Bewegungsbereichs-Begrenzungsabschnitt vorgesehen ist, der einen Bewegungsbereich des elastischen Elements begrenzt. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise verhindert werden kann, dass sich das elastische Element zu sehr bewegt und von dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element löst.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das elastische Element einen festen Plattenabschnitt, der an dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element befestigt ist, und einen elastisch verformbaren Plattenabschnitt aufweist, der sich von einem Endabschnitt des festen Plattenabschnitts erstreckt und elastisch verformbar ist, wobei der elastisch verformbare Plattenabschnitt einen ersten elastischen Abschnitt, der sich von dem Endabschnitt des festen Plattenabschnitts erstreckt, und einen zweiten elastischen Abschnitt umfasst, der sich von einem Endabschnitt des ersten elastischen Abschnitts erstreckt, und an dem zweiten elastischen Abschnitt ein Kontaktabschnitt ausgebildet ist, der das gestützte Element berührt. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise die Elastizität des elastisch verformbaren Plattenabschnitts sichergestellt werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass sich der erste elastische Abschnitt auf einer Verlängerungslinie des festen Plattenabschnitts erstreckt und der zweite elastische Abschnitt sich in einem spitzen Winkel zu dem ersten elastischen Abschnitt erstreckt. Der Grund dafür ist, dass dadurch der elastisch verformbare Plattenabschnitt auf einfache Weise gebildet werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass zwischen dem festen Plattenabschnitt und dem ersten elastischen Abschnitt ein erster Stützpunktabschnitt ausgebildet ist, der erste Stützpunktabschnitt als ein Grenzabschnitt zwischen einem Bereich des elastischen Elements, der von dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element gehalten wird, und einem Bereich, der nicht von dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element gehalten wird, definiert ist, und der erste elastische Abschnitt mit dem ersten Stützpunktabschnitt als Stützpunkt elastisch verformbar in Bezug auf den festen Plattenabschnitt ist. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise die Elastizität des elastisch verformbaren Plattenabschnitts sichergestellt werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Befestigungsabschnitt für das elastische Element einen vorstehenden Abschnitt, der vom Hauptkörperabschnitt vorsteht, und einen in dem vorstehenden Abschnitt vorgesehenen Beschränkungsabschnitt umfasst, wobei der Beschränkungsabschnitt in einem Zwischenraum mit dem vorstehenden Abschnitt einen Spalt bildet, in den der feste Plattenabschnitt eingeführt wird, und eine Bewegung des festen Plattenabschnitts zu einer Richtung beschränkt, die eine Einführrichtung in den Spalt schneidet. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise eine Verschiebung der Position des elastischen Elements unterdrückt werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Befestigungsabschnitt für das elastische Element einen Eingriffsabschnitt aufweist, der in dem vorstehenden Abschnitt vorgesehen ist, wobei der Eingriffsabschnitt mit dem in den Spalt eingeführten festen Plattenabschnitt eingreift und eine Bewegung des festen Plattenabschnitts in einer zur Einführungsrichtung in den Spalt entgegengesetzten Richtung beschränkt. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise eine Verschiebung der Position des elastischen Elements unterdrückt werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Befestigungsabschnitt für das elastische Element einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der von dem Hauptkörperabschnitt vorsteht, wobei an dem vorstehenden Abschnitt ein Entlastungsabschnitt zum Vermeiden einer Störung mit dem elastisch verformbaren Plattenabschnitt ausgebildet ist. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise der Bewegungsbereich des elastisch verformbaren Plattenabschnitts erweitert werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Entlastungsabschnitt ein abgestufter Abschnitt ist, der in dem vorstehenden Abschnitt ausgebildet ist, wobei der abgestufte Abschnitt an einem dem zweiten elastischen Abschnitt gegenüberliegenden Eckabschnitt des vorstehenden Abschnitts ausgebildet ist, und eine Breite aufweist, die breiter ist als eine Breite des zweiten elastischen Abschnitts. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise der Entlastungsabschnitt auf einfache Weise gebildet werden kann und der Bewegungsbereich des elastisch verformbaren Plattenabschnitts erweitert werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der feste Stützabschnitt aus einem Material mit einer höheren Festigkeit als der Hauptkörperabschnitt geformt ist, und teilweise in den Hauptkörperabschnitt eingebettet und fixiert ist. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise die Festigkeit des Stützabschnitts, der das gestützte Element stützt, verbessert werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der feste Stützabschnitt das gestützte Element an einer Position stützt, die dem gestützten Element in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements gegenüberliegt. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise die Positionierungsgenauigkeit verbessert werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass zumindest ein vorstehender Abschnitt unter dem vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts und dem vorstehenden Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts eine konvex gekrümmte Oberfläche aufweist und das gestützte Element mit der konvex gekrümmten Oberfläche berührt. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise zumindest ein vorstehender Abschnitt unter dem vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts und dem vorstehenden Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts auf einfache Weise ausgebildet werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Kontaktrichtung des vorstehenden Abschnitts auf Seite des elastischen Stützabschnitts mit dem gestützten Element von einer Position des vorstehenden Abschnitts auf Seite des festen Stützabschnitts abweicht. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise verhindert werden kann, dass sich eine Richtung der Kraftausübung, mit dem vorstehenden Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts als Referenz, umkehrt.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass eine Leitspindel, die von der Antriebseinheit drehend angetrieben wird, vorgesehen ist, das bewegliche Element einen Antriebskraftübertragungsabschnitt, der eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Hauptkörperabschnitt überträgt, und einen Vorspannungsausübungsabschnitt umfasst, der getrennt von dem Hauptkörperabschnitt vorgesehen ist, wobei der Antriebskraftübertragungsabschnitt einen mit der Leitspindel verschraubten ersten Gewindeabschnitt umfasst und den Hauptkörperabschnitt zusammen mit einer Drehung der Leitspindel in eine axiale Richtung der Leitspindel bewegt und der Vorspannungsausübungsabschnitt einen mit der Leitspindel verschraubten zweiten Gewindeabschnitt umfasst und eine Vorspannung zwischen dem ersten Gewindeabschnitt und dem zweiten Gewindeabschnitt aufbringt. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise das Spiel (Rückstoß) zwischen der Leitspindel und jedem der Gewindeabschnitte absorbiert werden kann und ein Rattern in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements (axiale Richtung der Leitspindel) unterdrückt werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass der Antriebskraftübertragungsabschnitt ein erstes Mutterelement umfasst, das den ersten Gewindeabschnitt aufweist und getrennt von dem Hauptkörperabschnitt vorgesehen ist, der Vorspannungsausübungsabschnitt ein den zweiten Gewindeabschnitt aufweisendes zweites Mutterelement und ein Vorspannelement umfasst, das zwischen dem ersten Mutterelement und dem zweiten Mutterelement vorgesehen ist, in dem Hauptkörperabschnitt ein Mutteranordnungsabschnitt ausgebildet ist, in dem das erste Mutterelement und das zweite Mutterelement angeordnet sind, und das erste Mutterelement und das zweite Mutterelement in dem Mutteranordnungsabschnitt in einem Zustand angeordnet sind, in dem eine Drehung in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt beschränkt ist. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise sowohl das erste Mutterelement als auch das zweite Mutterelement in dem Hauptkörperabschnitt angeordnet werden können und die Vorrichtung auf kleinem Raum ausgebildet werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass in dem Mutteranordnungsabschnitt ein Antriebskraftaufnahmeabschnitt ausgebildet ist, der von dem ersten Mutterelement eine Antriebskraft der Antriebseinheit aufnimmt, und das erste Mutterelement über den Antriebskraftaufnahmeabschnitt eine Vorspannung von dem Vorspannelement erfährt. Der Grund dafür ist, dass auf diese Weise das erste Mutterelement als Antriebskraftübertragungsabschnitt fungieren kann und die Vorrichtung auf kleinem Raum ausgebildet werden kann.
In der Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Vorspannelement eine Schraubenfeder ist, die Leitspindel in einem Inneren der Schraubenfeder verläuft, und das Vorspannelement zwischen dem Antriebskraftaufnahmeabschnitt und dem zweiten Mutterelement angeordnet ist. Der Grund dafür ist, dass dadurch das Vorspannelement auf einfache Weise gebildet werden kann.
In einer Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch Bereitstellen der oben beschriebenen Antriebsvorrichtung der Freiheitsgrad der abgestützten Stellung des gestützten Elements verbessert werden.
Durch die Antriebsvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Positionierungsgenauigkeit der abgestützten Stellung des gestützten Elements verbessert werden.
Figurenliste
Ausführungsformen werden nun lediglich beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen sind und in denen gleiche Elemente in mehreren Zeichnungen mit denselben Bezugszeichen versehen sind, wobei:

1 ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Head-Up-Display-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung der in 1 gezeigten Head-Up-Display-Vorrichtung ist;
3 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die eine Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
4 eine schematische Seitenansicht ist, die die Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
5 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die ein bewegliches Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform vergrößert zeigt;
6 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die das bewegliche Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform gesehen von einer anderen Richtung als in 5 vergrößert zeigt;
7 eine Seitenansicht des in 5 gezeigten beweglichen Elements ist;
8 eine Draufsicht auf das in 5 gezeigte bewegliche Element ist;
9 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die ein elastisches Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
10 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die einen Befestigungsabschnitt für das elastische Element und dergleichen gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
11 eine schematische perspektivische Ansicht ist, die einen festen Stützabschnitt gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt;
12 eine schematische Seitenansicht ist, die die Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform von einer zu 4 entgegengesetzten Seite zeigt; und
13 eine schematische Ansicht zum Erläutern des Betriebs einer Muttereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird eine Head-Up-Display-Vorrichtung 1000 für ein Fahrzeug, auf die zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm der Head-Up-Display-Vorrichtung 1000 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung in der Head-Up-Display-Vorrichtung 1000 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Head-Up-Display-Vorrichtung 1000 eine Anzeigevorrichtung 102, die in einer Instrumententafel 101 eines Fahrzeugs 100 vorgesehen ist, und ein von der Anzeigevorrichtung 102 projiziertes Anzeigelicht L wird von einer Windschutzscheibe 103 als projizierendes Element in Richtung eines Fahrers 104 des Fahrzeugs 100 reflektiert, um ein virtuelles Bild (Anzeigebild) V anzuzeigen. Mit anderen Worten strahlt (projiziert) die Head-Up-Display-Vorrichtung 1000 das von einer später beschriebenen Flüssigkristallanzeige 110 der Anzeigevorrichtung 102 emittierte Anzeigelicht L auf die Windschutzscheibe 103, und der Fahrer 104 kann visuell das durch diese Bestrahlung erhaltene virtuelle Bild V erkennen. Somit kann der Fahrer 104 das virtuelle Bild V überlagert mit der Landschaft betrachten.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Anzeigevorrichtung 102 die Flüssigkristallanzeige 110, einen ersten Reflektor 120, einen zweiten Reflektor 130 und ein Gehäuse 140.
Die Flüssigkristallanzeige 110 umfasst eine Lichtquelle 111 und ein Flüssigkristallanzeigeelement (Anzeigeelement) 112. Die Lichtquelle 111 besteht aus einer Leuchtdiode, die auf einer Leiterplatte R montiert ist. Das Flüssigkristallanzeigeelement 112 ist ein Flüssigkristallanzeigeelement vom Dünnschichttransistor-Typ (TFT), das vor (direkt über) der Lichtquelle 111 positioniert ist, um das von der Lichtquelle 111 ausgestrahlte Licht zu übertragen und das Anzeigelicht L zu bilden. Basierend auf einem Ansteuersignal von einer nicht gezeigten Element-Ansteuerschaltung, zeigt das Flüssigkristallanzeigeelement 112 anzuzeigende Informationen (beispielsweise die Geschwindigkeit und die Motordrehzahl des Fahrzeugs 100) durch von der hinter (direkt unter) dem Flüssigkristallanzeigeelement 112 angeordneten Lichtquelle 111 ausgestrahltes Licht in Form von Zahlenwerten oder dergleichen an. Es ist zu beachten, dass die anzuzeigende Information nicht auf die Geschwindigkeit und die Motordrehzahl des Fahrzeugs 100 beschränkt ist, und ferner, die Anzeigeform nicht auf die Anzeige von Zahlenwerten beschränkt ist, sondern verschiedenste Formen annehmen kann. Die Flüssigkristallanzeige 110 gibt das Anzeigelicht L aus, das aus Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich besteht, allerdings kann beispielsweise auch eine Lichtquelle 111 verwendet werden, die rotes Licht (hauptsächlich im Emissionswellenlängenbereich von 610 bis 640 nm) emittiert.
Die Flüssigkristallanzeige 110 ist in dem Gehäuse 140 vorgesehen, so dass eine Oberfläche auf der Emissionsseite des Anzeigelichts L einem später beschriebenen Kaltlichtspiegel 121 des ersten Reflektors 120 zugewandt ist und wird in einer solchen Position und Ausrichtung fest gehalten, dass die optische Achse des Anzeigelichts L den Kaltlichtspiegel 121 schneidet.
Der erste Reflektor 120 umfasst den Kaltlichtspiegel 121 und ein Befestigungselement 122 zum Fixieren des Kaltlichtspiegels 121 in dem Gehäuse 140. Der Kaltlichtspiegel 121 reflektiert das von der Flüssigkristallanzeige 110 emittierte Anzeigelicht L zum zweiten Reflektor 130 (konkaver Spiegel 131). Der Kaltlichtspiegel 121 umfasst ein im Wesentlichen rechteckiges Glassubstrat 121a und eine erste reflektierende Schicht 121b, die auf einer Oberflächenseite des Glassubstrats 121a (Oberfläche, die dem später beschriebenen konkaven Spiegel 131 des zweiten Reflektors 130 zugewandt ist) durch Aufdampfen oder dergleichen gebildet ist und aus mehrschichtigen Interferenzfilmen mit unterschiedlicher Filmdicke besteht. Ferner ist das Befestigungselement 122 beispielsweise aus einem schwarzen Kunstharzmaterial hergestellt und an dem Gehäuse 140 befestigt.
Es ist zu beachten, dass der Kaltlichtspiegel 121 Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich (450 bis 750 nm) einschließlich des Emissionswellenlängenbereichs der Flüssigkristallanzeige 110 mit hohem Reflexionsvermögen (beispielsweise 80% oder mehr) reflektiert und Licht außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs mit einem geringen Reflexionsvermögen reflektiert. In diesem Fall wird als der Kaltlichtspiegel 121 ein Kaltlichtspiegel verwendet, der Licht außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs, insbesondere Licht im Infrarot-Wellenlängenbereich (Infrarotstrahlung oder Wärmestrahlung des Sonnenlichts), mit geringem Reflexionsvermögen (beispielsweise 15% oder weniger) reflektiert. Es ist zu beachten, dass Licht, das von der ersten reflektierenden Schicht 121b nicht reflektiert wird, durch den Kaltlichtspiegel 121 hindurchgeht. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Kaltlichtspiegel 121, in ähnlicher Weise wie die Flüssigkristallanzeige 110, an einer Position angeordnet, die von einer später beschriebenen lichtdurchlässigen Abdeckung 144 des Gehäuses 140 nicht direkt einsehbar ist, und auf die Licht von außen (externes Licht) wie Sonnenlicht nicht direkt auftrifft.
Der zweite Reflektor 130 umfasst den konkaven Spiegel 131 und einen Spiegelhalter 132, der den konkaven Spiegel 131 hält. Der konkave Spiegel 131 weist eine zweite reflektierende Schicht 131a auf, die auf eine konkave Oberfläche eines aus Polycarbonat bestehenden Harzsubstrats aufgedampft ist, und vergrößert das Anzeigelicht L von dem Kaltlichtspiegel 121 (das heißt, dem Flüssigkristallanzeigeelement 112) und reflektiert es durch die lichtdurchlässige Abdeckung 144 des Gehäuses 140 zur Windschutzscheibe 103. Der konkave Spiegel 131 ist so angeordnet, dass die zweite reflektierende Schicht 131a dem Kaltlichtspiegel 121 und der lichtdurchlässigen Abdeckung 144 des Gehäuses 140 zugewandt ist, und ist an einer Position angeordnet, die von der lichtdurchlässigen Abdeckung 144 aus einsehbar ist.
Der Spiegelhalter 132 besteht aus einem Kunstharzmaterial und weist eine Drehwelle S auf, die durch einen im Gehäuse 140 vorgesehenen Lagerabschnitt gelagert ist und orthogonal zur optischen Achse des Anzeigelichts L ist. Das heißt, der Spiegelhalter 132 und der von dem Spiegelhalter 132 gehaltene konkave Spiegel 131 sind schwenkbar um die Drehwelle S und somit kann eine Winkelposition des Spiegelhalters 132, das heißt, eine Projektionsrichtung des Anzeigelichts L, eingestellt werden. In dem Spiegelhalter 132 ist ein vorstehendes Stück 132a ausgebildet, das in einer radialen Richtung der Drehwelle S teilweise nach außen ragt. Der Spiegelhalter 132 kann geschwenkt werden, indem das vorstehende Stück 132a durch eine Antriebskraft von einer Antriebsvorrichtung 1 bewegt wird. Details zur Antriebsvorrichtung 1 werden später beschrieben.
Das Gehäuse 140 wird beispielsweise durch Aluminiumdruckguss geformt und umfasst einen oberen Gehäuseteil 141 und einen unteren Gehäuseteil 142, die im Querschnitt jeweils im Wesentlichen U-förmig sind. Der obere Gehäuseteil 141 und der untere Gehäuseteil 142 bilden einen Innenraum 143, und in diesem Innenraum 143 sind die Flüssigkristallanzeige 110, der erste Reflektor 120 und der zweite Reflektor 130 untergebracht.
In dem oberen Gehäuseteil 141 ist ein Öffnungsabschnitt 141a an einer Position ausgebildet, die dem konkaven Spiegel 131 zugewandt ist, und die lichtdurchlässige Abdeckung 144 ist angeordnet, um den Öffnungsabschnitt 141a zu verschließen. Die lichtdurchlässige Abdeckung 144 besteht aus einem lichtdurchlässigen Kunstharzmaterial (beispielsweise Acrylharz) und fungiert als ein lichtübertragendes Element, das das vom konkaven Spiegel 131 reflektierte Anzeigelicht L überträgt (durchlässt). Das heißt, das vom konkaven Spiegel 131 reflektierte Anzeigelicht L wird durch die an dem Gehäuse 140 vorgesehene lichtdurchlässige Abdeckung 144 auf die Windschutzscheibe 103 projiziert, wodurch das virtuelle Bild V angezeigt wird.
Als nächstes wird die Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 4 ist eine schematische Seitenansicht, die die Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt, wobei ein Zustand gezeigt wird, in dem das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 als gestütztes Element getragen wird. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung in einer Richtung, in der sich eine Achse A einer Leitspindel 4 (Welle 19) erstreckt, eine Seite, von der die Leitspindel 4 vorsteht, als eine Ausgabeseite A1 und eine entgegengesetzte Seite zur Seite, von der die Leitspindel 4 vorsteht (andere Seite), als eine Nichtausgabeseite A2 angenommen wird. Ferner wird in Bezug auf die Richtung der Achse A, eine Richtung, in der sich Stützabschnitte 2b und 2c eines Gestells 2 erstrecken, als eine X-Richtung angenommen und eine Richtung, die orthogonal zur X-Richtung und zur Richtung der Achse A ist, als eine Y-Richtung angenommen.
Die Antriebsvorrichtung 1 umfasst die Leitspindel 4, an deren Außenumfangsfläche eine Spiralnut ausgebildet ist, eine Antriebseinheit 3 zum drehenden Antreiben der Leitspindel 4 um die Achse A, ein bewegliches Element 6, das in die Spiralnut eingreift und sich in Richtung der Achse A bewegt, und das Gestell 2, das die Antriebseinheit 3 und dergleichen stützt. In dem Gestell 2 ist eine Führungswelle 5 befestigt, die parallel zur Leitspindel 4 entlang der Richtung der Achse A angeordnet ist. Die Antriebseinheit 3 ist ein Motor wie ein Schrittmotor und dergleichen und besteht hauptsächlich aus einem Stator 14, der ein Motorgehäuse bildet, und einem Rotor (nicht gezeigt), der im Inneren des Stators 14 angeordnet ist. Der Rotor umfasst die Welle 19 und einen Permanentmagneten (nicht gezeigt), der an der Welle 19 befestigt ist.
Der Stator 14 ist durch Schweißen oder dergleichen an dem Stützabschnitt 2b auf der Nichtausgabeseite A2 des Gestells 2 in der Richtung der Achse A befestigt. Ein Substrathalter 60, der eine Stromversorgungsplatine 70 hält, ist mit Bolzen an dem Stützabschnitt 2b befestigt.
An einer Seitenfläche des Stators 14 ist ein Anschlussstift 82 als Stromversorgungsabschnitt vorgesehen und elektrisch mit der Stromversorgungsplatine 70 verbunden. Ein Anschlussteil (nicht gezeigt) einer Antriebsspule des Stators 14 ist um den Anschlussstift 82 gewickelt, und der Anschlussstift 82 und die Stromversorgungsplatine 70 sind verlötet, um die Stromversorgungsplatine 70 und die Antriebsspule elektrisch zu verbinden.
An der Stromversorgungsplatine 70 ist eine Schalteinheit 50 angebracht. Die Schalteinheit 50 ist ein Druckschalter, der eine Ausgangsposition in der Bewegungsrichtung (Richtung der Achse A) des beweglichen Elements 6 erfasst. Die elektrische Verbindung zwischen der Schalteinheit 50 und der Stromversorgungsplatine 70 erfolgt durch Löten von Anschlussstiften 52a und 52b der Schalteinheit 50 mit der Stromversorgungsplatine 70.
Das Gestell 2 umfasst einen plattenförmigen Gestellhauptteil 2a und das Paar von Stützabschnitten 2b und 2c, die durch Biegen beider Enden des Gestellhauptteils 2a in der Längsrichtung gebildet werden, und das Gestell 2 ist unter Verwendung eines im Gestellhauptteil 2a ausgebildeten Lochs 2g in dem Gehäuse 140 befestigt. Die Antriebseinheit 3 ist an dem Stützabschnitt 2b auf der Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A befestigt.
Die Leitspindel 4 ist einstückig mit der Welle 19 der Antriebseinheit 3 ausgebildet und wird durch Ausbildung einer Spiralnut an einem Teil der Außenumfangsfläche der Welle 19 (Abschnitt, der von dem Stator 14 zur Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A vorsteht) gebildet. Infolgedessen wird die Leitspindel 4 durch die Antriebseinheit 3 drehend angetrieben. Die Leitspindel 4 ist im Wesentlichen parallel zum Gestellhauptteil 2a angeordnet und ein vorderes Ende der Leitspindel 4 auf der Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A ist durch ein Lager 7a drehbar gelagert, das in dem Stützabschnitt 2c des Gestells 2 auf der Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A vorgesehen ist. Ferner wird ein Endabschnitt der Welle 19 auf der Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A durch ein an der Antriebseinheit 3 befestigtes Lager 7b drehbar gelagert und ein vorderes Ende der Welle 19 auf der Nichtausgabeseite A2 wird durch ein von einer Blattfeder gebildetes Vorspannelement 7c zur Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A vorgespannt. Die Führungswelle 5 ist parallel zur Leitspindel 4 angeordnet, und die beiden Enden der Führungswelle 5 sind jeweils an den Stützabschnitten 2b bzw. 2c des Gestells 2 befestigt. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Führungswelle 5 und die Leitspindel 4 so angeordnet, dass sie in der X-Richtung überlappen.
Das bewegliche Element 6 umfasst eine Muttereinheit 40, die in die Leitspindel 4 eingreift und sich in die Richtung der Achse A bewegt, einen Hauptkörperabschnitt 9, der sich einstückig mit der Muttereinheit 40 in Richtung der Achse A bewegt, und einen Stützabschnitt 10, der über dem Hauptkörperabschnitt 9 vorgesehen ist und das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 hält, das das gestützte Element ist. In dem Hauptkörperabschnitt 9 sind ein Führungsloch 8, durch das die Führungswelle 5 verläuft, und ein Mutteranordnungsabschnitt 11, in dem die Muttereinheit 40 angeordnet ist, ausgebildet. Die Muttereinheit 40 bewegt sich, zusammen mit der Drehung der Leitspindel 4 durch die Antriebseinheit 3, in der Richtung der Achse A hin und her, wodurch sich das bewegliche Element 6, geführt durch die Führungswelle 5, in der Richtung der Achse A hin- und herbewegt. Infolgedessen bewegt sich das vorstehende Stück 132a in der Richtung der Achse A hin und her, wodurch der Spiegelhalter 132 in einem vorbestimmten Winkel um die Drehwelle S geschwenkt werden kann (siehe 2).
(Stützabschnitt)
Der Stützabschnitt 10 umfasst einen elastischen Stützabschnitt 20 zum Vorspannen des vorstehenden Stücks 132a des Spiegelhalters 132 zur Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A, und einen festen Stützabschnitt 30, der gegenüber dem elastischen Stützabschnitt 20 auf der Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A vorgesehen ist und das durch den elastischen Stützabschnitt 20 vorgespannte vorstehende Stück 132a stützt. Das heißt, der elastische Stützabschnitt 20 und der feste Stützabschnitt 30 sind dem vorstehenden Stück 132a gegenüberliegend vorgesehen und das vorstehende Stück 132a wird durch die elastische Kraft des elastischen Stützabschnitts 20 stets gegen den festen Stützabschnitt 30 gedrückt, wodurch die Positionierungsgenauigkeit des vorstehenden Stücks 132a verbessert werden kann, selbst wenn es zu einer Vibration oder dergleichen kommt. Gemäß einem derartigen Aufbau wird das vorstehende Stück 132a in einem Zustand gestützt, in dem es stets durch den elastischen Stützabschnitt 20 gegen den festen Stützabschnitt 30 gedrückt wird. Daher kann die Position des vorstehenden Stücks 132a stets mit dem festen Stützabschnitt 30 als Referenz bestimmt werden, und selbst wenn es beispielsweise zu einer Bewegung oder Vibration kommt, verschiebt sich die Position des vorstehenden Stücks 132a kaum. Selbst wenn das Fahrzeug 100 vibriert, ist es somit gleichzeitig möglich, durch die Vorspannkraft des elastischen Stützabschnitts 20 ein Rattern des vorstehenden Stücks 132a zu verhindern und das Auftreten von Unschärfe in dem Anzeigebild zu unterdrücken. Somit kann durch den Stützabschnitt 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Positionierungsgenauigkeit des vorstehenden Stücks 132a des Spiegelhalters 132 verbessert werden.
Der elastische Stützabschnitt 20 umfasst ein elastisches Element 21, das das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 berührt und das vorstehende Stück 132a zum festen Stützabschnitt 30 vorspannt, und einen Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element zum Befestigen des elastischen Elements 21. Der Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element besteht aus einem Kunstharzmaterial wie Polyacetal und ist einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt 9 vorgesehen. Es ist zu beachten, dass der Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element auch getrennt von dem Hauptkörperabschnitt 9 ausgebildet und dann an dem Hauptkörperabschnitt 9 durch ein Verfahren wie Kleben befestigt werden kann.
Der feste Stützabschnitt 30 besteht aus einem Metall wie rostfreiem Stahl und ist aus einem Material gebildet, das eine höhere Festigkeit als der aus Harz bestehende Hauptkörperabschnitt 9 aufweist. Der feste Stützabschnitt 30 ist durch Umspritzen einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt 9 ausgebildet. Daher ist der feste Stützabschnitt 30 teilweise in den Hauptkörperabschnitt 9 eingebettet und fixiert. Mit einem solchen Aufbau kann die Festigkeit des festen Stützabschnitts 30 im Vergleich zu einem Fall verbessert werden, bei dem der feste Stützabschnitt 30 durch Harz einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt 9 ausgebildet ist. Infolgedessen können die Resonanzfrequenz der gesamten Head-Up-Display-Vorrichtung 1000 erhöht, das Auftreten von Resonanz aufgrund von Vibrationen des Fahrzeugs unterdrückt, und das Auftreten von Unschärfe in dem Anzeigebild unterdrückt werden.
(Elastischer Stützabschnitt)
Unter Bezugnahme auf 5 bis 11 wird ein detaillierter Aufbau des elastischen Stützabschnitts 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 5 und 6 sind schematische perspektivische Ansichten, die das bewegliche Element 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vergrößert zeigen. Des Weiteren ist 7 eine schematische Seitenansicht, die das bewegliche Element 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vergrößert zeigt, und 8 ist eine schematische Draufsicht, die das bewegliche Element 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vergrößert zeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Einfachheit halber die Darstellung der Muttereinheit 40 in 5 bis 8 weggelassen wird. 9 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das elastische Element 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 10 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element und dergleichen gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Einfachheit halber die Darstellung des festen Stützabschnitts 30 in 10 weggelassen wird. 11 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die den festen Stützabschnitt 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 5 gezeigt, umfasst das elastische Element 21 einen festen Plattenabschnitt 23, der an dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element befestigt und fixiert ist, und einen elastisch verformbaren Plattenabschnitt 24, der sich von einem Endabschnitt des festen Plattenabschnitts 23 erstreckt und elastisch verformbar ist. Das elastische Element 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine Blattfeder mit einer vergleichsweise großen Breite (Länge in der Y-Richtung). Indem das elastische Element 21 als die Blattfeder ausgebildet wird, kann es auf einfache Weise an dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element befestigt werden.
An dem festen Plattenabschnitt 23 ist ein erster Eingriffsabschnitt 23a ausgebildet, der mit einem zweiten Eingriffsabschnitt 26b des Befestigungsabschnitts 22 für das elastische Element eingreift, und in der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Eingriffsabschnitt 23a ein Öffnungsabschnitt, der in der X-Richtung lang ist (siehe 9). Der elastisch verformbare Plattenabschnitt 24 wird von einem ersten elastischen Abschnitt 24a, der sich von einem Endabschnitt des festen Plattenabschnitts 23 erstreckt, und einem zweiten elastischen Abschnitt 24b aufgebaut, der sich schräg von einem Endabschnitt des ersten elastischen Abschnitts 24a zu der Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A erstreckt. Der erste elastische Abschnitt 24a erstreckt sich auf einer Verlängerungslinie des festen Plattenabschnitts 23 (zur X-Richtung, in der sich der feste Plattenabschnitt 23 erstreckt), und der zweite elastische Abschnitt 24b erstreckt sich in einem spitzen Winkel zum ersten elastischen Abschnitt 24a. Ein erster Stützpunktabschnitt 25a ist zwischen dem festen Plattenabschnitt 23 und dem ersten elastischen Abschnitt 24a ausgebildet. Wie in 5 gezeigt, ist der erste Stützpunktabschnitt 25a als ein Berührungsabschnitt zwischen dem elastischen Element 21 und einem oberen Ende des Befestigungsabschnitts 22 für das elastische Element definiert. Mit anderen Worten ist der erste Stützpunktabschnitt 25a als ein Grenzabschnitt zwischen einem Bereich des elastischen Elements 21, der von dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element gehalten wird, und einem Bereich, der nicht von dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element gehalten wird, definiert. Der erste elastische Abschnitt 24a ist elastisch verformbar in Bezug auf den festen Plattenabschnitt 23 mit dem ersten Stützpunktabschnitt 25a als Stützpunkt ausgebildet. Darüber hinaus ist zwischen dem ersten elastischen Abschnitt 24a und dem zweiten elastischen Abschnitt 24b ein zweiter Stützpunktabschnitt 25b als gebogener Abschnitt des elastisch verformbaren Plattenabschnitts 24 ausgebildet und der zweite elastische Abschnitt 24b ist mit diesem zweiten Stützpunktabschnitt 25b als Stützpunkt elastisch verformbar in Bezug auf den ersten elastischen Abschnitt 24a. Mit einem solchen Aufbau wird durch den elastischen Stützabschnitt 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Elastizität des elastisch verformbaren Plattenabschnitts 24 sichergestellt und der elastisch verformbare Plattenabschnitt 24 kann auf einfache Weise ausgebildet werden.
Ferner umfasst der zweite elastische Abschnitt 24b des elastisch verformbaren Plattenabschnitts 24, wie in 9 und dergleichen gezeigt, an seinem vorderen Endabschnitt einen vorstehenden Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts, als einen Kontaktabschnitt, der zu einer Seite vorsteht, an der das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 anliegt. Der vorstehende Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts berührt das vorstehende Stück 132a. Der vorstehende Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts gemäß der vorliegenden Ausführungsform besteht aus einer halbkugelförmigen, konvex gekrümmten Oberfläche. Es ist anzumerken, dass für den vorstehenden Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts jede Form akzeptabel ist, die die Stellung des vorstehenden Stücks 132a verändern kann, solange das vorstehende Stück 132a nicht arretiert wird, das vorstehende Stück 132a sich sanft bewegen kann und das vorstehende Stück 132a nicht beschädigt wird. Beispielsweise können anstelle der konvex gekrümmten Oberfläche auch eine Form, bei der nur ein das vorstehende Stück 132a berührender Teil abgeschrägt ist, eine Nadelform, eine konische Form, eine polygonale Pyramidenform oder dergleichen verwendet werden. Allerdings kann durch die Ausbildung des vorstehenden Abschnitts 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts als eine konvex gekrümmte Oberfläche, der vorstehende Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts auf einfache Weise gebildet werden. Es ist zu beachten, dass ein nachstehend beschriebener vorstehender Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts ebenfalls, auf ähnliche Weise wie der vorstehende Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts, durch eine halbkugelförmige, konvex gekrümmte Oberfläche aufgebaut wird, und der vorstehende Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts vorzugsweise ähnliche Eigenschaften wie der vorstehende Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts aufweist.
Dabei wird die konvex gekrümmte Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts durch teilweises Extrudieren einer Blattfeder mittels einer Pressevorrichtung oder dergleichen gebildet. Wie in 9 gezeigt, weist der elastisch verformbare Plattenabschnitt 24 ferner einen plattenförmigen Abschnitt 24c und eine konvex gekrümmte Oberfläche 24d auf, die an einem vorderen Ende des plattenförmigen Abschnitts 24c in Form einer Halbkugel vorsteht. Darüber hinaus ist, wie in 9 gezeigt, ein plattenförmiger Abschnitt 24e um den vorstehenden Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts ausgebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass wenn der vorstehende Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts als die konvex gekrümmte Oberfläche ausgebildet ist, das vorstehende Stück 132a zum festen Stützabschnitt 30 vorgespannt werden kann, während eine Verschiebung in einem Kontaktbereich sowie Abnutzung und abnormale Geräusche verhindert werden, selbst wenn das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 geneigt ist.
Hierbei ist in der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 4 gezeigt, eine Kontaktrichtung B des vorstehenden Abschnitts 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts mit dem vorstehenden Stück 132a in Bezug auf die Richtung der Achse A verschoben, wobei die Richtung der Achse A eine Richtung ist, die zu einer Position des vorstehenden Abschnitts 31a auf Seite des festen Stützabschnitts gerichtet ist. Insbesondere ist die Richtung, die zu der Position des vorstehenden Abschnitts 31a auf Seite des festen Stützabschnitts gerichtet ist, eine horizontale Richtung, wohingegen die Kontaktrichtung B in Bezug auf die horizontale Richtung nach oben verschoben ist. Bei einer Bewegung des beweglichen Elements 6 ändert sich die Höhe des vorstehenden Abschnitts 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts geringfügig in Bezug auf den vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts. Wenn die Kontaktrichtung B die gleiche Richtung wie die zur Position des vorstehenden Abschnitts 31a auf Seite des festen Stützabschnitts gerichtete Richtung ist, wird daher die Richtung der Kraftausübung umgekehrt, wenn aufgrund der Bewegung des beweglichen Elements 6 die Höhe des vorstehenden Abschnitts 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts in Bezug auf den vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts als Zentrum umgekehrt wird (zum Beispiel von unten nach oben oder von oben nach unten). Wenn hingegen ein Aufbau derart ist, dass eine Kraft in einer Richtung ausgeübt wird, die von einer Position verschoben ist, an der ursprünglich ein Punktkontakt stattgefunden hat, kann selbst wenn es zu einer geringfügigen Verschiebung der Richtung der Kraftausübung kommt, verhindert werden, dass sich die Richtung der Kraftausübung umkehrt. Aus diesem Grund kann bei der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dadurch, dass die Kontaktrichtung B in Bezug auf die Richtung, die zur Position des vorstehenden Abschnitts 31a auf Seite des festen Stützabschnitts gerichtet ist, verschoben ist, verhindert werden, dass sich die Richtung der Kraftausübung mit dem vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts als Referenz umkehrt, selbst wenn mit der Bewegung des beweglichen Elements 6 eine Vibration oder dergleichen auftritt.
Wie in 10 und dergleichen gezeigt, umfasst der Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element einen vorstehenden Abschnitt 26, der vom Hauptkörperabschnitt 9 in der X-Richtung vorsteht, und ein Paar von Beschränkungsabschnitten 27, die an einem vorderen Ende des vorstehenden Abschnitts 26 in der Richtung, zu der der vorstehende Abschnitt 26 vorsteht (X-Richtung), und an beiden Enden in der Breitenrichtung (Y-Richtung) vorgesehen sind. An dem vorstehenden Abschnitt 26 ist auf der Seite des Hauptkörperabschnitts 9 eine Verstärkungsrippe 26a vorgesehen, die den vorstehenden Abschnitt 26 und den Hauptkörperabschnitt 9 verbindet. Die Verstärkungsrippe 26a ist vorgesehen, um einen Abschnitt mit geringster Festigkeit zu verstärken, wenn eine Last auf den Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element ausgeübt wird. Ferner ist die Verstärkungsrippe 26a so aufgebaut, dass sie das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 berühren kann. Wenn der Spiegelhalter 132 sich zur Seite des festen Stützabschnitts 30 neigt, wird das elastische Element 21 durch das vorstehende Stück 132a zur Seite des Befestigungsabschnitts 22 für das elastische Element gedrückt. In einem solchen Fall berührt in der vorliegenden Ausführungsform das vorstehende Stück 132a die Verstärkungsrippe 26a, wodurch das Ausmaß der Bewegung des vorstehenden Stücks 132a begrenzt wird und eine übermäßige Verformung des elastischen Elements 21 unterdrückt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass sich das elastische Element 21 zu stark verformt und sich von dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element löst. Mit anderen Worten, in dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element ist die Verstärkungsrippe 26a als Bewegungsbereichs-Begrenzungsabschnitt vorgesehen, der einen Bewegungsbereich des elastischen Elements 21 begrenzt.
Ferner ist an der Nichtausgabeseite A2 des vorstehenden Abschnitts 26, wie in 6 gezeigt, ein abgeschrägter Abschnitt 26c ausgebildet, der in der Richtung der Achse A zur Seite des Hauptkörperabschnitts 9 hin breiter wird. Es ist zu beachten, dass auf den Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element eine Last in der Richtung der Achse A von der Nichtausgabeseite A2 zur Ausgabeseite A1 hin wirkt, dass allerdings in diesem Fall ein am leichtesten zerbrechlicher Abschnitt mit der geringsten Festigkeit ein Basisabschnitt des vorstehenden Abschnitts 26 auf der Nichtausgabeseite A2 ist. In diesem Abschnitt sind die Verstärkungsrippe 26a und der abgeschrägte Abschnitt 26c vorgesehen, wodurch eine Verstärkung in der Richtung erfolgt, in der die Last wirkt (Richtung der Achse A). Es ist zu beachten, dass sich der abgeschrägte Abschnitt 26c im vorliegenden Beispiel, wie in 6 gezeigt, nach unten hin (zur Seite des Hauptkörperabschnitts 9) krümmt. Es kann jedoch auch eine sich linear ausbreitende Struktur gewählt werden.
Das Paar von Beschränkungsabschnitten 27 ist an der Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 26 auf der Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A ausgebildet und weist im Zwischenraum zu dieser Oberfläche im Wesentlichen die gleiche Dicke wie das elastische Element 21 auf, wodurch ein Spalt G gebildet wird, in den das elastische Element 21 eingeführt ist (siehe 10). Jeder der Beschränkungsabschnitte 27 beschränkt sowohl die Bewegung des festen Plattenabschnitts 23 des in den Spalt G eingeführten elastischen Elements 21 in der Y-Richtung, als auch die Bewegung des festen Plattenabschnitts 23 in der Richtung der Achse A. Somit wird die Bewegung des elastischen Elements 21 zu einer Richtung beschränkt, die eine Einführrichtung des in den Spalt G eingeführten festen Plattenabschnitts 23 schneidet (Y-Richtung und Richtung der Achse A), das heißt, eine Positionsverschiebung des elastischen Elements 21 wird unterdrückt und das elastische Element 21 wird an dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element befestigt.
Ferner ist an der Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 26 auf der Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A der zweite Eingriffsabschnitt 26b ausgebildet, der mit dem an dem festen Plattenabschnitt 23 ausgebildeten ersten Eingriffsabschnitt 23a eingreift. Der zweite Eingriffsabschnitt 26b weist eine sogenannte Schnappverbindung auf, und umfasst, wie in 10 gezeigt, auf einer oberen Seite in der X-Richtung eine Führungsfläche 26d, die bezüglich der Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 26 auf der Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A geneigt ist, und auf einer unteren Seite in der X-Richtung eine Eingriffsfläche 26e, die im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 26 auf der Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A ist. Wenn der feste Plattenabschnitt 23 in den Spalt G eingeführt ist und der erste Eingriffsabschnitt (Öffnungsabschnitt) 23a mit der Eingriffsfläche 26e eingreift, kann auch eine Bewegung des festen Plattenabschnitts 23 in der X-Richtung beschränkt werden und es kann verhindert werden, dass sich der feste Plattenabschnitt 23 löst. Dabei dient ein oberer Oberflächenabschnitt 9a des Hauptkörperabschnitts 9 als ein Beschränkungsabschnitt für den festen Plattenabschnitt 23 auf der unteren Seite in der X-Richtung. Es ist zu beachten, dass wenn der feste Plattenabschnitt 23 in den Spalt G eingeführt und befestigt ist, ein Grenzabschnitt zwischen einem Bereich des elastischen Elements 21, der von dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element gehalten wird, und einem Bereich, der nicht von dem Befestigungsabschnitt 22 für das elastische Element gehalten wird, den oben erwähnten ersten Stützpunktabschnitt 25a bildet.
Wie in 6 gezeigt, ist ein abgestufter Abschnitt 26f an einem vorderen Ende in der X-Richtung an der Oberfläche des vorstehenden Abschnitts 26 auf der Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A ausgebildet. Der abgestufte Abschnitt 26f hat eine größere Breite (Länge in der Y-Richtung) als der zweite elastische Abschnitt 24b des elastisch verformbaren Plattenabschnitts 24. Dadurch kann der abgestufte Abschnitt 26f als Entlastungsabschnitt fungieren, der eine Störung mit dem zweiten elastischen Abschnitt 24b des elastisch verformbaren Plattenabschnitts 24 verhindert und somit kann der Bewegungsbereich des elastisch verformbaren Plattenabschnitts 24 erweitert werden. Mit anderen Worten, der abgestufte Abschnitt 26f befindet sich an einem dem zweiten elastischen Abschnitt 24b gegenüberliegenden Eckabschnitt des vorstehenden Abschnitts 26, und wenn sich der elastisch verformbare Plattenabschnitt 24 biegt, berührt der zweite elastische Abschnitt 24b diesen Eckabschnitt nicht.
In dem dargestellten Beispiel ist das elastische Element 21 an der Oberfläche des Befestigungsabschnitts 22 für das elastische Element auf der Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A befestigt, allerdings kann es auch auf der Oberfläche des Befestigungsabschnitts 22 für das elastische Element auf der Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A befestigt sein, und des Weiteren ist ein Befestigungsverfahren nicht auf die dargestellte Schnappverbindung beschränkt, sondern es können beispielsweise auch eine Schraube, ein Klebstoff oder dergleichen verwendet werden. Außerdem ist das elastische Element 21 nicht auf die Blattfeder beschränkt, sondern kann jedes Element sein, das das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 zum festen Stützabschnitt 30 hin vorspannt. Beispielsweise kann es sich um ein anderes Federelement wie eine Schraubenfeder handeln oder das elastische Element 21 kann aus einem elastischen Material wie Kautschuk bestehen.
(Fester Stützabschnitt)
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 5 bis 11 ein detaillierter Aufbau des festen Stützabschnitts 30 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wie in 5, 6 und 11 gezeigt, umfasst der feste Stützabschnitt 30 einen Stützhauptkörperabschnitt 31 und ein Paar von Erstreckungsabschnitten 32. Sowohl der Stützhauptkörperabschnitt 31 als auch das Paar von Erstreckungsabschnitten 32 erstrecken sich in der X-Richtung sowie in der Richtung der Achse A. Wie in 7 gezeigt, wird der Stützhauptkörperabschnitt 31 gehalten, indem zumindest eine obere Oberfläche 32a des jeweiligen Erstreckungsabschnitts 32 durch den Hauptkörperabschnitt 9 bedeckt wird. Dadurch kann zuverlässig verhindert werden, dass sich der feste Stützabschnitt 30 in der X-Richtung in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt 9 löst.
An dem Stützhauptkörperabschnitt 31 ist der vorstehende Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts ausgebildet, der zu dem elastischen Stützabschnitt 20 vorsteht, der auf der Ausgabeseite A1 dem vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts in der Richtung der Achse A gegenüberliegt. Durch den vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts kann das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 gestützt werden, das durch den elastischen Stützabschnitt 20 vorgespannt wird. Darüber hinaus ist der vorstehende Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts in einer halbkugelförmigen Form ausgebildet. Durch eine derartige Ausbildung des vorstehenden Abschnitts 31a auf Seite des festen Stützabschnitts und des oben erwähnten vorstehenden Abschnitts 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts, kann das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 sicher gehalten werden, ohne dabei beschädigt zu werden, selbst wenn sich die Neigung des vorstehenden Stücks 132a stark ändert (wenn sich die Stellung stark ändert). Der vorstehende Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts und der oben erwähnte vorstehende Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts sind jedoch nicht auf die dargestellten Formen beschränkt.
Wie oben beschrieben, kann in der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das vorstehende Stück 132a durch den vorstehenden Abschnitt 25c auf Seite des elastischen Stützabschnitts, der eine an dem elastischen Stützabschnitt 20 vorgesehene konvex gekrümmte Oberfläche bildet, und den vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts, der eine an dem festen Stützabschnitt 30 vorgesehene konvex gekrümmte Oberfläche bildet, gestützt werden. Das heißt, da das gestützte Element durch Einklemmen zwischen den vorstehenden Abschnitten, die konvex gekrümmte Oberflächen bilden, gestützt werden kann, ist es möglich, die Positionierungsgenauigkeit des gestützten Elements zu verbessern. Es ist zu beachten, dass durch Ausbildung des vorstehenden Abschnitt 31a auf Seite des festen Stützabschnitts, der einer der vorstehenden Abschnitte ist, an dem festen Stützabschnitt 30, ein Rattern des gestützten Elements unterdrückt werden kann. Des Weiteren kann bei einem derartigen Aufbau das gestützte Element beim Einführen in die eingeklemmte Position zwischen den vorstehenden Abschnitten auf einfache Weise sowohl von oben (X-Richtung) als auch von der seitlichen Richtung (Y-Richtung) eingeführt werden. Ferner kann durch einen derartigen Aufbau der Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch der Freiheitsgrad der abgestützten Stellung des gestützten Elements verbessert werden. Dabei bedeutet die Formulierung „der Freiheitsgrad der abgestützten Stellung des gestützten Elements“, dass das gestützte Element in verschiedenen Winkeln gestützt werden kann, und beispielsweise kann das vorstehende Stück 132a des Spiegelhalters 132 als das gestützte Element nicht nur in einem Zustand parallel zur Y-Richtung, sondern auch in einer von der Y-Richtung geneigten Richtung gestützt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass in dem Hauptkörperabschnitt 9 das Führungsloch 8 ausgebildet ist, in das die Führungswelle 5 zum Führen der Bewegung des beweglichen Elements 6 eingepasst ist. Das Paar von Erstreckungsabschnitten 32 ist innerhalb des Hauptkörperabschnitts 9 derart angeordnet, dass es nicht mit dem Führungsloch 8 überlappt. In dem Stützhauptkörperabschnitt 31 ist ein ausgesparter Abschnitt 31c ausgebildet, der ausgesparte Abschnitt 31c und das Führungsloch 8 sind so angeordnet, dass sie in der Richtung der Achse A überlappen, und das Paar der Erstreckungsabschnitte 32 ist so angeordnet, dass sie durch den ausgesparten Abschnitt 31c in der Y-Richtung zweigeteilt werden und von dem Führungsloch 8 entfernt sind. Auf diese Weise können die Erstreckungsabschnitte 32 auch auf engstem Raum wirksam angeordnet werden, und ein Effekt, durch den ein Ablösen des festen Stützabschnitts 30 verhindert wird, kann wirksam entfaltet werden. Es ist zu beachten, dass die Erstreckungsabschnitte 32 auch als ein einzelner Erstreckungsabschnitt 32 ausgeführt werden können.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Breite der Erstreckungsabschnitte 32 in der Y-Richtung (die Länge von einem Endabschnitt zum anderen Endabschnitt in der Y-Richtung) gleich jener des Stützhauptkörperabschnitts 31. Durch eine solche Anordnung der Erstreckungsabschnitte 32 kann eine Kontaktfläche mit dem Hauptkörperabschnitt 9 vergrößert werden, und der feste Stützabschnitt 30 kann fester gehalten werden. Infolgedessen kann ein Ablösen des festen Stützabschnitts 30 zuverlässiger verhindert werden.
(Muttereinheit)
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 12 und 13 ein detaillierter Aufbau der für die Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verwendeten Muttereinheit 40 beschrieben. 12 ist eine schematische Seitenansicht, die die Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform von einer zu 4 entgegengesetzten Seite zeigt, und 13 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern des Betriebs der Muttereinheit 40 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Antriebsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Muttereinheit 40 mit dem unten beschriebenen Aufbau, wodurch ein Rattern in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements 6 (der axialen Richtung der Leitspindel 4) unterdrückt werden kann und die Vorrichtung auf kleinem Raum und mit einem einfachen Aufbau ausgeführt werden kann. Zumindest eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die Antriebsvorrichtung 1 mit der Muttereinheit 40 mit diesem Aufbau beschränkt.
Die Muttereinheit 40 umfasst ein erstes Mutterelement 41, das einen ersten Gewindeabschnitt bildet, eine Schraubenfeder 42 und ein zweites Mutterelement 43, das einen zweiten Gewindeabschnitt bildet und ist in einem nutartigen Mutteranordnungsabschnitt 11 angeordnet, der in dem Hauptkörperabschnitt 9 ausgebildet ist. Das erste Mutterelement 41 und das zweite Mutterelement 43 sind mit der Leitspindel 4 verschraubt, und die Leitspindel 4 verläuft in einem Inneren der Schraubenfeder 42.
Das erste Mutterelement 41 umfasst einen Flanschabschnitt 41a mit einer rechteckigen Außenform und einen zylindrischen Abschnitt 41b, der sich von dem Flanschabschnitt 41a in der Richtung der Achse A erstreckt, und innerhalb des Flanschabschnitts 41a und des zylindrischen Abschnitts 41b ist ein Gewindeabschnitt ausgebildet, der mit der Leitspindel 4 verschraubt ist. Das zweite Mutterelement 43 umfasst ebenfalls einen Flanschabschnitt 43a mit einer rechteckigen Außenform und einen zylindrischen Abschnitt 43b, der sich von dem Flanschabschnitt 43a in der Richtung der Achse A erstreckt, und innerhalb des Flanschabschnitts 43a und des zylindrischen Abschnitts 43b ist ein Gewindeabschnitt ausgebildet, der mit der Leitspindel 4 verschraubt ist. Das erste Mutterelement 41 und das zweite Mutterelement 43 sind in dem Mutteranordnungsabschnitt 11 so angeordnet, dass die zylindrischen Abschnitte 41b und 43b einander gegenüberliegen. Der Flanschabschnitt 41a des ersten Mutterelements 41 steht in Kontakt mit einem Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b, die von einer Innenfläche 11a des Mutteranordnungsabschnitts 11 vorstehen. Es ist zu beachten, dass an der Innenfläche 11a des Mutteranordnungsabschnitts 11 ein weiteres Paar gegenüberliegender Rippen 13a und 13b auf der Nichtausgabeseite A2 des ersten Mutterelements 41 in der Richtung der Achse A ausgebildet ist, und dieses Paar gegenüberliegender Rippen 13a und 13b vorgesehen ist, um das Positionieren der Muttereinheit 40 (erstes Mutterelement 41) und des beweglichen Elements 6 zu erleichtern.
Die Schraubenfeder 42 ist zwischen dem Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b und dem zweiten Mutterelement 43 in einem zusammengedrückten Zustand angeordnet. Daher steht die Schraubenfeder 42 an einem der Endabschnitte mit dem Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b in Kontakt und spannt als Vorspannelement das Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b zur Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A vor, wodurch das Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b mit dem Flanschabschnitt 41a des ersten Mutterelements 41 in Kontakt kommt. Ferner steht die Schraubenfeder 42 an dem anderen der Endabschnitte mit dem Flanschabschnitt 43a des zweiten Mutterelements 43 in Kontakt und spannt den Flanschabschnitt 43a des zweiten Mutterelements 43 zur Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A vor. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform noch das weitere Paar gegenüberliegender Rippen 13a und 13b vorgesehen ist, wodurch beim Anordnen der Muttereinheit 40 in dem Mutteranordnungsabschnitt 11 verhindert werden kann, dass der Abstand zwischen dem Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b und dem zweiten Mutterelement 43 zu gering wird. Daher ist es möglich zu verhindern, dass die Schraubenfeder 42 übermäßig zusammengedrückt wird oder dass sich die Schraubenfeder 42 von dem zylindrischen Abschnitt 41b des ersten Mutterelements 41 löst.
Die Drehung des ersten Mutterelements 41 in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt 9 wird dadurch begrenzt, dass der Flanschabschnitt 41a die Innenfläche 11a des Mutteranordnungsabschnitts 11 berührt. Mit anderen Worten, die Innenfläche 11a des Mutteranordnungsabschnitts 11 fungiert als ein Beschränkungsabschnitt, der den Flanschabschnitt 41a des ersten Mutterelements 41 berührt und die Drehung des ersten Mutterelements 41 beschränkt. Ferner erfährt das erste Mutterelement 41, wie oben beschrieben, von der Schraubenfeder 42 über das Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b, eine Vorspannkraft (Vorspannung) zur Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A und der Flanschabschnitt 41a steht fortwährend mit dem Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b in Kontakt. Aus diesem Grund fungiert das erste Mutterelement 41 als ein Antriebskraftübertragungsabschnitt, der eine Antriebskraft der Antriebseinheit 3 auf den Hauptkörperabschnitt 9 überträgt, und das Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b fungiert als ein Antriebskraftaufnahmeabschnitt, der die Antriebskraft der Antriebseinheit 3 von dem ersten Mutterelement 41 aufnimmt. Infolgedessen kann der Hauptkörperabschnitt 9 zusammen mit der Drehung der Leitspindel 4 in der Richtung der Achse A hin- und herbewegt werden.
Die Drehung des zweiten Mutterelements 43 in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt 9 wird dadurch begrenzt, dass der Flanschabschnitt 43a die Innenfläche 11a des Mutteranordnungsabschnitts 11 berührt. Mit anderen Worten, die Innenfläche 11a des Mutteranordnungsabschnitts 11 fungiert als ein Beschränkungsabschnitt, der den Flanschabschnitt 43a des zweiten Mutterelements 43 berührt und die Drehung des zweiten Mutterelements 43 beschränkt. Andererseits wird das zweite Mutterelement 43 in der Richtung der Achse A nicht von dem Hauptkörperabschnitt 9 gestützt und erfährt, wie oben beschrieben, von der Schraubenfeder 42 eine Vorspannkraft (Vorspannung) zur Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A. Somit fungiert das zweite Mutterelement 43 zusammen mit der Schraubenfeder 42 als ein Vorspannungsausübungsabschnitt und kann, wie in 13 gezeigt, eine Vorspannung F in einer Richtung ausüben, in der sich der Gewindeabschnitt des ersten Mutterelements 41 und der Gewindeabschnitt des zweiten Mutterelements 43 voneinander entfernen.
Durch diese Vorspannung F kann bei einer Bewegung des beweglichen Elements 6 durch das erste Mutterelement 41, der Gewindeabschnitt des ersten Mutterelements 41 fortwährend mit einer nichtausgabeseitigen Flankenfläche 4a der Leitspindel 4 (siehe 13) in Kontakt gehalten werden. Ferner kann der Gewindeabschnitt des zweiten Mutterelements 43 mit einer ausgabesseitigen Flankenfläche 4b (siehe 13) der Leitspindel 4 in Kontakt gebracht werden. Infolgedessen kann das Spiel (Rückstoß) zwischen der Leitspindel 4 und jedem der Mutterelemente (Gewindeabschnitte) absorbiert werden, und ein Rattern in der Bewegungsrichtung (Richtung der Achse A) des beweglichen Elements 6 kann unterdrückt werden.
Es ist zu beachten, dass die Schraubenfeder 42, wie oben beschrieben, mit dem einen Endabschnitt das bewegliche Element 6 (das Paar gegenüberliegender Rippen 12a und 12b) berührt und mit dem anderen Endabschnitt das zweite Mutterelement 43 berührt, und dass das bewegliche Element 6 den Flanschabschnitt 41a des ersten Mutterelements 41 berührt. Bei einer Bewegung des beweglichen Elements 6 zur Ausgabeseite A1 in der Richtung der Achse A wird daher eine Schubkraft des ersten Mutterelements 41 über den Flanschabschnitt 41a als Antriebskraft auf das bewegliche Element 6 übertragen, und bei einer Bewegung des beweglichen Elements 6 zur Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A wird die Antriebskraft durch die Vorspannkraft der Schraubenfeder 42 über das erste Mutterelement 41 auf das bewegliche Element 6 übertragen. Auf diese Weise kann sich das bewegliche Element 6 sowohl zur Ausgabeseite A1 als auch zur Nichtausgabeseite A2 in der Richtung der Achse A bewegen und in beiden Fällen kann, wie oben beschrieben, ein Rattern des beweglichen Elements 6 stets durch die eine Schraubenfeder 42 unterdrückt werden.
Im Übrigen öffnet sich in der vorliegenden Ausführungsform der die Muttereinheit 40 aufnehmende Mutteranordnungsabschnitt 11 nicht zu einer Richtung, in der der Hauptkörperabschnitt 9 und der Gestellhauptteil 2a einander gegenüberliegen (X-Richtung), sondern zu einer diese Richtung schneidenden Richtung (Y-Richtung). Dies ist insofern besonders bevorzugt, als die Bearbeitbarkeit beim Anordnen der Muttereinheit 40 in dem Mutteranordnungsabschnitt 11 verbessert werden kann. Das heißt, wenn der Mutteranordnungsabschnitt 11 sich zu der dem Gestellhauptteil 2a gegenüberliegenden Richtung öffnet, kann das Innere des Mutteranordnungsabschnitts 11 aufgrund des Gestellhauptteils 2a visuell nicht erkannt werden, wodurch das Aufnehmen der Muttereinheit 40 in einer geeigneten Anordnung im Mutteranordnungsabschnitt 11 erschwert wird. Wenn andererseits in der vorliegenden Ausführungsform die Muttereinheit 40 im Inneren des Mutteranordnungsabschnitts 11 aufgenommen wird, kommt es zu keiner Störung mit dem Gestellhauptteil 2a, wodurch eine visuelle Überprüfung während des Anordnens der Muttereinheit 40 an einer geeigneten Position möglich ist, und eine Abnahme der Effizienz beim Zusammenbau unterdrückt werden kann.
Wie oben beschrieben sind in der vorliegenden Ausführungsform die Führungswelle 5 und die Leitspindel 4 so angeordnet, dass sie in der X-Richtung überlappen. Der Stützabschnitt 10 ist so angeordnet, dass er die Führungswelle 5 und die Leitspindel 4 in der X-Richtung überlappt. Daher kann die Bewegung des beweglichen Elements 6 stabilisiert werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ferner in einem unteren Abschnitt des Hauptkörperabschnitts 9 ein Paar von Stoppern 9b und 9c (siehe 3 und 4) zum Beschränken der Drehung des Hauptkörperabschnitts 9 vorgesehen, wobei die Entfernung von der Führungswelle 5 zu jedem der Stopper 9b und 9c ungefähr gleich gestaltet werden kann. Daher kann ein Rattern in der Drehrichtung des beweglichen Elements 6 weitestmöglich unterdrückt werden, und die Bewegung des beweglichen Elements 6 kann stabilisiert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform sind das erste Mutterelement 41 und das zweite Mutterelement 43 beide getrennt vom Hauptkörperabschnitt 9 ausgebildet, allerdings ist eine vom Hauptkörperabschnitt 9 getrennte Ausbildung nicht unbedingt notwendig, solange sich das erste Mutterelement 41 einstückig mit dem Hauptkörperabschnitt 9 bewegen kann. Das heißt, das erste Mutterelement 41 kann durch ein Befestigungsmittel wie Klebstoff physisch an dem Hauptkörperabschnitt 9 befestigt sein, oder das erste Mutterelement 41 und der Hauptkörperabschnitt 9 sind einstückig ausgebildet und der Hauptkörperabschnitt 9 selbst umfasst einen Innengewindeabschnitt, der mit der Leitspindel 4 verschraubt ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann mit verschiedenen Konfigurationen realisiert werden, ohne vom Geist zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können die technischen Merkmale in den Ausführungsformen, die den in der Zusammenfassung der Erfindung in den jeweiligen Ausgestaltungen beschriebenen technischen Merkmalen entsprechen, passend ausgetauscht oder kombiniert werden, um einen Teil oder alle der oben beschriebenen Aufgaben zu lösen, oder um den oben beschriebenen Effekt teilweise oder gänzlich zu erzielen. Beispielsweise kann die oben beschriebene Antriebsvorrichtung 1 auch auf eine andere Vorrichtung als die Head-Up-Display-Vorrichtung 1000 angewendet werden.
Außerdem kann ein technisches Merkmal, wenn es in der vorliegenden Beschreibung nicht als unerlässlich beschrieben wurde, gegebenenfalls auch weggelassen werden.
Bezugszeichenliste
1... Antriebsvorrichtung, 2... Gestell, 2a... Gestellhauptteil, 2b... Stützabschnitt, 2c... Stützabschnitt, 2g... Loch, 3... Antriebseinheit, 4... Leitspindel, 4a... Nichtausgabeseitige Flankfläche, 4b... Ausgabeseitige Flankfläche, 5... Führungswelle, 6... Bewegliches Element, 7a... Lager, 7b... Lager, 7c... Vorspannelement, 8... Führungsloch, 9... Hauptkörperabschnitt, 9a... Oberer Oberflächenabschnitt, 9b... Stopper, 9c... Stopper, 10... Stützabschnitt, 11... Mutteranordnungsabschnitt, 11a... Innenfläche, 12a... Gegenüberliegende Rippe (Antriebskraftaufnahmeabschnitt), 12b... Gegenüberliegende Rippe (Antriebskraftaufnahmeabschnitt), 13a... Gegenüberliegende Rippe, 13b... Gegenüberliegende Rippe, 14... Stator, 19... Welle, 20... Elastischer Stützabschnitt, 21... Elastisches Element, 22... Befestigungsabschnitt für das elastische Element, 23... Fester Plattenabschnitt, 23a... Erster Eingriffsabschnitt, 24... Elastisch verformbarer Plattenabschnitt, 24a... Erster elastischer Abschnitt, 24b... Zweiter elastischer Abschnitt, 25a... Erster Stützpunktabschnitt, 25b... Zweiter Stützpunktabschnitt, 25c... Vorstehender Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts (Kontaktabschnitt), 26... Vorstehender Abschnitt, 26a... Verstärkungsrippe, 26b... Zweiter Eingriffsabschnitt, 26c... Abgeschrägter Abschnitt, 26d... Führungsfläche, 26e... Eingriffsfläche, 26f... Abgestufter Abschnitt (Entlastungsabschnitt), 27... Beschränkungsabschnitt, 30... Fester Stützabschnitt, 31... Stützhauptkörperabschnitt, 31a... Vorstehender Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts, 32... Erstreckungsabschnitt, 32a... Obere Oberfläche des Erstreckungsabschnitts 32, 40... Muttereinheit, 41... Erstes Mutterelement (Antriebskraftübertragungsabschnitt, erster Gewindeabschnitt), 41a... Flanschabschnitt, 41b... Zylindrischer Abschnitt, 42... Schraubenfeder (Vorspannelement, Vorspannungsausübungsabschnitt), 43... Zweites Mutterelement (Vorspannungsausübungsabschnitt, zweiter Gewindeabschnitt), 43a... Flanschabschnitt, 43b... Zylindrischer Abschnitt, 50... Schalteinheit, 52a... Anschlussstift, 52b... Anschlussstift, 60... Substrathalter, 70... Stromversorgungsplatine, 80... Stromversorgungsplatine, 82... Anschlussstift, 100... Fahrzeug, 101... Instrumententafel, 102... Anzeigevorrichtung, 103... Windschutzscheibe, 104... Fahrer, 110... Flüssigkristallanzeige, 111... Lichtquelle, 112... Flüssigkristallanzeigeelement, 120... Erster Reflektor, 121... Kaltlichtspiegel, 121a... Glassubstrat, 121b... Erste reflektierende Schicht, 122... Befestigungselement, 130... Zweiter Reflektor, 131... Konkaver Spiegel, 131a... Zweite reflektierende Schicht, 132... Spiegelhalter, 132a... Vorstehendes Stück, 140... Gehäuse, 141... Oberer Gehäuseteil, 141a... Öffnungsabschnitt, 142... Unterer Gehäuseteil, 143... Innenraum, 144... Lichtdurchlässige Abdeckung, 1000...Head-Up-Display-Vorrichtung, L... Anzeigelicht, R... Leiterplatte, S... Drehwelle, V... Virtuelles Bild
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015102700 [0004]

Claims

Antriebsvorrichtung, umfassend eine Antriebseinheit und ein bewegliches Element, das durch eine Antriebskraft der Antriebseinheit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element einen Hauptkörperabschnitt und einen Stützabschnitt umfasst, der ein gestütztes Element stützt, und der Stützabschnitt einen elastischen Stützabschnitt zum Vorspannen des gestützten Elements und einen festen Stützabschnitt aufweist, der dem elastischen Stützabschnitt in einer Bewegungsrichtung des beweglichen Elements gegenüberliegt und das durch den elastischen Stützabschnitt vorgespannte gestützte Element stützt, wobei der elastische Stützabschnitt einen vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts aufweist, der eine konvex gekrümmte Oberfläche bildet, die zu einer Seite vorsteht, an der das gestützte Element anliegt, und der feste Stützabschnitt einen vorstehenden Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts aufweist, der eine konvex gekrümmte Oberfläche bildet, die zu einer Seite vorsteht, an der das gestützte Element anliegt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Stützabschnitt ein elastisches Element, das den vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts aufweist, und einen Befestigungsabschnitt für das elastische Element umfasst, der das elastische Element hält, und der Befestigungsabschnitt für das elastische Element in dem Hauptkörperabschnitt vorgesehen ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element eine Blattfeder ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element ein Bewegungsbereichs-Begrenzungsabschnitt vorgesehen ist, der einen Bewegungsbereich des elastischen Elements begrenzt.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element einen festen Plattenabschnitt, der an dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element befestigt ist, und einen elastisch verformbaren Plattenabschnitt umfasst, der sich von einem Endabschnitt des festen Plattenabschnitts erstreckt und elastisch verformbar ist, wobei der elastisch verformbare Plattenabschnitt einen ersten elastischen Abschnitt, der sich von dem Endabschnitt des festen Plattenabschnitts erstreckt, und einen zweiten elastischen Abschnitt aufweist, der sich von einem Endabschnitt des ersten elastischen Abschnitts erstreckt, und an dem zweiten elastischen Abschnitt ein Kontaktabschnitt ausgebildet ist, der das gestützte Element berührt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste elastische Abschnitt auf einer Verlängerungslinie des festen Plattenabschnitts erstreckt und der zweite elastische Abschnitt sich in einem spitzen Winkel zu dem ersten elastischen Abschnitt erstreckt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem festen Plattenabschnitt und dem ersten elastischen Abschnitt ein erster Stützpunktabschnitt ausgebildet ist, der erste Stützpunktabschnitt als ein Grenzabschnitt zwischen einem Bereich des elastischen Elements, der von dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element gehalten wird, und einem Bereich, der nicht von dem Befestigungsabschnitt für das elastische Element gehalten wird, definiert ist, und der erste elastische Abschnitt mit dem ersten Stützpunktabschnitt als Stützpunkt elastisch verformbar in Bezug auf den festen Plattenabschnitt ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt für das elastische Element einen vorstehenden Abschnitt, der vom Hauptkörperabschnitt vorsteht, und einen in dem vorstehenden Abschnitt vorgesehenen Beschränkungsabschnitt umfasst, wobei der Beschränkungsabschnitt in einem Zwischenraum mit dem vorstehenden Abschnitt einen Spalt bildet, in den der feste Plattenabschnitt eingeführt wird, und eine Bewegung des festen Plattenabschnitts zu einer Richtung beschränkt, die eine Einführrichtung in den Spalt schneidet.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt für das elastische Element einen Eingriffsabschnitt aufweist, der in dem vorstehenden Abschnitt vorgesehen ist, wobei der Eingriffsabschnitt mit dem in den Spalt eingeführten festen Plattenabschnitt eingreift und eine Bewegung des festen Plattenabschnitts in einer zur Einführungsrichtung in den Spalt entgegengesetzten Richtung beschränkt.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt für das elastische Element einen vorstehenden Abschnitt aufweist, der von dem Hauptkörperabschnitt vorsteht, wobei an dem vorstehenden Abschnitt ein Entlastungsabschnitt zum Vermeiden einer Störung mit dem elastisch verformbaren Plattenabschnitt ausgebildet ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlastungsabschnitt ein abgestufter Abschnitt ist, der in dem vorstehenden Abschnitt ausgebildet ist, wobei der abgestufte Abschnitt an einem dem zweiten elastischen Abschnitt gegenüberliegenden Eckabschnitt des vorstehenden Abschnitts ausgebildet ist, und eine Breite aufweist, die breiter ist als eine Breite des zweiten elastischen Abschnitts.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Stützabschnitt aus einem Material mit einer höheren Festigkeit als der Hauptkörperabschnitt geformt ist, und teilweise in den Hauptkörperabschnitt eingebettet und fixiert ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Stützabschnitt das gestützte Element an einer Position stützt, die dem gestützten Element in der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements gegenüberliegt.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein vorstehender Abschnitt unter dem vorstehenden Abschnitt auf Seite des elastischen Stützabschnitts und dem vorstehenden Abschnitt auf Seite des festen Stützabschnitts eine konvex gekrümmte Oberfläche aufweist und das gestützte Element mit der konvex gekrümmten Oberfläche berührt.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktrichtung des vorstehenden Abschnitts auf Seite des elastischen Stützabschnitts mit dem gestützten Element von einer Position des vorstehenden Abschnitts auf Seite des festen Stützabschnitts abweicht.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend eine Leitspindel, die von der Antriebseinheit drehend angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Element einen Antriebskraftübertragungsabschnitt, der eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Hauptkörperabschnitt überträgt, und einen Vorspannungsausübungsabschnitt umfasst, der getrennt von dem Hauptkörperabschnitt vorgesehen ist, wobei der Antriebskraftübertragungsabschnitt einen mit der Leitspindel verschraubten ersten Gewindeabschnitt umfasst und den Hauptkörperabschnitt zusammen mit einer Drehung der Leitspindel in eine axiale Richtung der Leitspindel bewegt und der Vorspannungsausübungsabschnitt einen mit der Leitspindel verschraubten zweiten Gewindeabschnitt umfasst und eine Vorspannung zwischen dem ersten Gewindeabschnitt und dem zweiten Gewindeabschnitt aufbringt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebskraftübertragungsabschnitt ein erstes Mutterelement umfasst, das den ersten Gewindeabschnitt aufweist und getrennt von dem Hauptkörperabschnitt vorgesehen ist, der Vorspannungsausübungsabschnitt ein den zweiten Gewindeabschnitt aufweisendes zweites Mutterelement und ein Vorspannelement umfasst, das zwischen dem ersten Mutterelement und dem zweiten Mutterelement vorgesehen ist, in dem Hauptkörperabschnitt ein Mutteranordnungsabschnitt ausgebildet ist, in dem das erste Mutterelement und das zweite Mutterelement angeordnet sind, und das erste Mutterelement und das zweite Mutterelement in dem Mutteranordnungsabschnitt in einem Zustand angeordnet sind, in dem eine Drehung in Bezug auf den Hauptkörperabschnitt beschränkt ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Mutteranordnungsabschnitt ein Antriebskraftaufnahmeabschnitt ausgebildet ist, der von dem ersten Mutterelement eine Antriebskraft der Antriebseinheit aufnimmt, und das erste Mutterelement über den Antriebskraftaufnahmeabschnitt eine Vorspannung von dem Vorspannelement erfährt.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement eine Schraubenfeder ist, die Leitspindel in einem Inneren der Schraubenfeder verläuft, und das Vorspannelement zwischen dem Antriebskraftaufnahmeabschnitt und dem zweiten Mutterelement angeordnet ist.
Head-Up-Display-Vorrichtung, umfassend die Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19.