JP2016151588A

JP2016151588A - ヘッドアップディスプレイ装置

Info

Publication number: JP2016151588A
Application number: JP2015027397A
Authority: JP
Inventors: 幸夫小笠原; Yukio Ogasawara; 洋平佐藤; Yohei Sato
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2015-02-16
Filing date: 2015-02-16
Publication date: 2016-08-22
Also published as: US10310262B2; EP3260904A4; WO2016132947A1; EP3260904A1; CN107250893A; US20180031833A1

Abstract

【課題】コンバイナ及びカバーを備え、カバーを車長方向へ移動するヘッドアップディスプレイ装置において、湾曲したフロントガラスに適合したヘッドアップディスプレイ装置を提供する。【解決手段】車長方向に延ばす案内レール４３Ｒの前部を斜め下へ湾曲させた。この案内レール４３Ｒに沿って移動するカバー３０は、駆動リンク５６Ｒと従動リンク５４とで移動する。湾曲した案内レール４３Ｒを採用したため、ヘッドアップディスプレイ装置１０の車長方向の寸法を短縮できると共に、筐体１７の前部上部に大きな傾斜面１７ｃを設けることができ、湾曲したフロントガラス７９に、ヘッドアップディスプレイ装置１０を接近させることができる。【選択図】図８

Description

本発明は、車長方向の寸法を小さくすることができるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

車両の運転者は、フロントガラスを通して前方を注視すると共に、インストルメントパネル上の計器類を目視しながら運転を実施する。すなわち、視線が前方と下方の計器類とへ移動する。前方を見たままで、計器類を見ることができれば、視線の移動がなく、運転性の向上が期待できる。この知見からヘッドアップディスプレイ装置が開発され、実用に供されるようになってきた（例えば、特許文献１（第１図、第２図）参照）。

特許文献１の第１図を再掲する。ただし、符号は振り直した。
図９に示す従来の技術に係るヘッドアップディスプレイ装置１００は、フロントガラス１０１の後方に位置する車両のインストルメントパネル１０２の上面に取付けられる。
ケース１０３に収納される表示器１０４から出射された光は、３枚の反射板１０５で反射された後に、ケース１０３から上へ出射され透光性反射板１０７へ照射される。

透光性反射板１０７は反射機能と透光機能との２つの機能を持っているため、一般に、コンバイナ（複合器）と呼ばれる。以下、コンバイナ１０７と記す。

コンバイナ１０７は、不使用時は、邪魔にならないように、ケース１０３に収納される。具体的には、コンバイナ傾動機構１０８で起立状態から水平状態とされ、次に、図面表裏方向に延びる案内レール１０９、１０９で支持されるカバー１１１が、図面表裏方向（特許文献１の第２図）へカバー移動機構１１２で移動される。結果、収納状態のコンバイナ１０７がカバー１１１で覆われる。

カバー１１１が車幅方向（図９では表裏方向）へ移動するため、カバー１１１の幅の２倍を超える車幅方向スペースが占有される。結果、インストルメントパネル１０１内に配置する機器への配置の自由度が減少する。

対策として、カバー１１１を車長方向へ移動することが考えられる。カバー１１１を車長方向へ移動するようにすると、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、車長方向の寸法が必然的に長くなる。結果、車室体積に影響が出る。

また、近年、フロントガラス１０１に湾曲ガラスを採用し、意匠性を高める車両が増えてきた。図９に想像線で示すように、フロントガラス１０１の下部を下方へ湾曲させると、湾曲ガラスがヘッドアップディスプレイ装置１００の前部に干渉する。しかし、意匠性の点から湾曲ガラスにより適した構造が求められる。

すなわち、コンバイナ１０７及びカバー１１１を備え、カバー１１１を車長方向へ移動するヘッドアップディスプレイ装置において、湾曲したフロントガラスに適合したヘッドアップディスプレイ装置が求められる。

実開昭６２−２０００４０号公報

本発明は、コンバイナ及びカバーを備え、カバーを車長方向へ移動するヘッドアップディスプレイ装置において、湾曲したフロントガラスに適合したヘッドアップディスプレイ装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、表示すべき情報を表示光として発する表示器と、この表示器から出射された前記表示光を車両の利用者に向けて反射するコンバイナと、上部に開口部を有し前記表示器及び前記コンバイナを収納する筐体と、この筐体内に設けられ収納時に略水平である前記コンバイナを使用時に立て前記開口部から突出させる様に前記コンバイナを傾動させるコンバイナ傾動機構と、前記コンバイナが収納状態であるときに前記開口部を塞ぐカバーと、閉じ位置にある前記カバーを開位置へ往復移動させるカバー開閉機構とを備えているヘッドアップディスプレイ装置において、
前記カバー開閉機構は、略水平な水平案内部及びこの水平案内部の前に接続され車両前方へ且つ下方へ延びる湾曲案内部を有する左右の案内レールと、前記カバーを移動するカバー移動手段とからなり、前記案内レールで前記カバーを案内するようにしたことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、カバー移動手段は、カバーの前部に揺動可能に接続される従動リンクと、この従動リンクに接続される駆動リンクと、この駆動リンクを揺動させるリンク駆動源とからなることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、案内レールに沿ってカバーを移動させるが、案内レールは、略水平な水平案内部及びこの水平案内部の前に接続され車両前方へ且つ下方へ延びる湾曲案内部を有している。この湾曲案内部に沿ってフロントガラスの下部を湾曲させることができる。
すなわち、本発明により、コンバイナ及びカバーを備え、カバーを車長方向へ移動するヘッドアップディスプレイ装置であっても、湾曲したフロントガラスに適合したヘッドアップディスプレイ装置が提供される。

請求項２に係る発明では、カバー移動手段は、従動リンクと駆動リンクとリンク駆動源とで構成される。従動リンク及び駆動リンクは、棒状部材であり、形状が簡単で軽量である。よって、ヘッドアップディスプレイ装置の軽量化を図りつつ、簡単な手段でカバーを開閉することができる。

ヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。コンバイナの平面図である。コンバイナの作用図である。カバー開閉機構の分解斜視図である。カバーと案内レールの横断面図である。弾性体の取付け手順を説明する図である。カバー開閉機構の作用図である。コンバイナが収納されているときのヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。従来のヘッドアップディスプレイ装置の断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、表示すべき情報を表示光１１として発する表示器１２と、この表示器１２から出射された表示光１１を反射する反射板１３と、この反射された光を反射して車両の利用者（例えば、運転者）１４に向けるコンバイナ１５と、上部に開口部１６を有し表示器１２及びコンバイナ１５を収納する筐体１７と、この筐体１７内に設けられ収納時に略水平であるコンバイナ１５を使用時に立て開口部１６から突出させる様にコンバイナ１５を傾動させるコンバイナ傾動機構（図２、符号２０）と、コンバイナ１５が収納状態であるときに開口部１６を塞ぐカバー３０と、閉じ位置にあるカバー３０を開位置へ移動させるカバー開閉機構４０とを備えている。

表示器１２は、液晶表示パネル１２ａとバックライトユニット１２ｂとを備える。液晶表示パネル１２ａは、バックライトユニット１２ｂからの光を受けて表示光１１を出射する。なお、バックライトユニット１２ｂは、例えば光を発するＬＥＤからなる光源と、この光源と液晶表示パネル１２ａとの間に配置されるレンズ等の複数の光学部材から構成される。

コンバイナ１５は、矩形の円弧曲面板として構成されており、表示器１２から出射され、且つ、反射板１３によって反射された表示光１１が車両の利用者１４に向くように更に反射する位置に配置される。

筐体１７は、樹脂製の上側ケース１７ａと、この上側ケース１７ａに嵌合される下側ケース１７ｂとからなる。上側ケース１７ａは、上面に開口部１６を備える他、上面と前面とが交わる部位（前部上部）に大きな傾斜面１７ｃを有する。この傾斜面１７ｃは、収納時のカバー３０にほぼ平行に形成される。

図２に示すように、矩形の円弧曲面板であるコンバイナ１５は、下端縁がホルダ２１で支持される。
コンバイナ傾動機構２０は、ホルダ２１と、このホルダ２１の左右端から延びる軸２２Ｌ、２２Ｒ（図１に示す車両の利用者１４を基準に左の要素にＬ、右の要素にＲを添える。以下同じ）と、これらの軸２２Ｌ、２２Ｒを各々回転自在に支えるステイ２３Ｌ、２３Ｒと、一方のステイ２３Ｌに取付けられ一方の軸２２Ｌを回すロータリアクチュエータ２４とからなる。

このロータリアクチュエータ２４は、種類や形式は任意であるが、モータとウォームとホイールとで構成してもよい。ステイ２３Ｌ、２３Ｒは筐体１７から延びる部材である。
図３に示すように、コンバイナ１５は実線で示す起立状態から想像線で示す略水平状態まで、傾動される。起立状態が使用状態となり、略水平状態が非使用（未使用）状態となる。

図４に示すように、カバー３０は、矩形板であり、樹脂又は軽金属で構成され、左側面３１Ｌに左へ突出する左前部凸部３２Ｌ及び左後部凸部３３Ｌを前後に各々備えると共に右側面３１Ｒに右へ突出する右前部凸部３２Ｒ及び右後部凸部３３Ｒを前後に各々備えている。

凸部３２Ｌ〜３３Ｒは、水平に延びる丸棒が適当であるが、水平に軸を延ばし、この軸にローラを回転自在に取付けた構造としてもよい。ただし、丸棒の方が構造が単純でコストダウンが図れる。

カバー開閉機構４０は、略水平な水平案内部４１及びこの水平案内部４１の前に接続され車両前方へ且つ下方へ延びる湾曲案内部４２を有する左右の案内レール４３Ｌ、４３Ｒと、カバー３０を移動するカバー移動手段５１とからなる。

カバー移動手段５１は、例えば、カバー３０の前縁に取付けた一対のプレート５２Ｌ、５２Ｒと、これらのプレート５２Ｌ、５２Ｒに渡した軸５３と、この軸５３の中央に接続された従動リンク５４と、この従動リンク５４の先端に渡した横長の軸５５と、この横長の軸５５の両端に接続された駆動リンク５６Ｌ、５６Ｒと、これらの駆動リンク５６Ｌ、５６Ｒを揺動可能に支持する左右のブラケット５７Ｌ、５７Ｒと、一方の駆動リンク５６Ｌを揺動させるリンク駆動源６１とからなる。ブラケット５７Ｌ、５７Ｒは筐体１７から延びる部材である。

リンク駆動源６１は、ロータリアクチュエータであれば種類、形式は問わないが、例えば、一方のブラケット５７Ｌに取付けたサーボモータ６２と、このサーボモータ６２のモータ軸６３に取付けたウォーム６４と、このウォーム６４に噛み合い駆動リンク５６Ｌに接続されたホイール６５とからなる。

ウォーム６４とホイール６５は、セルフロック（自己制動）作用を発揮する。すなわち、セルフロックにより、カバー３０側からモータ軸６３が回される心配はない。よって、サーボモータ６２やモータ軸６３に格別にブレーキを設ける必要がない。

図５（ａ）に示すように、左の案内レール４３Ｌは、凸部３２Ｌ、３３Ｌを収納するコ字溝４４Ｌを有している。右の案内レール４３Ｒも、凸部３２Ｒ、３３Ｒを収納するコ字溝４４Ｒを有している。コ字溝４４Ｌ、４４Ｒは、上フランジ４５と下フランジ４６と両フランジ４５、４６を繋ぐ連結部であるウエブ４７とで形成される。

図５（ａ）のｂ部拡大図である図５（ｂ）に示すように、凸部３２Ｌ、３３Ｌは、下フランジ４６に載っており、上フランジ４５との間に小さな隙間Ｃ１が確保され、ウエブ４７との間にも小さな隙間Ｃ２が確保されている。これらの隙間Ｃ１、Ｃ２により凸部３２Ｌ、３３Ｌは図面表裏方向へ円滑に移動し得る。隙間Ｃ１、Ｃ２がゼロ又は不十分であれば、囓り（かじり）現象や競り（せり）現象が発生し、移動不良が発生する。

凸部３２Ｌ、３３Ｌを、一定速度で移動した後、停めようとすると、慣性力が加わる。慣性力により凸部３２Ｌ、３３Ｌが、特に、上フランジ４５に当たることが考えられ、このときに異音が発生する。
移動速度が低速であれば、慣性力が小さいため異音も小さいが、移動速度が高速になるほど、慣性力が増大し異音が大きくなる。対策として、慣性エネルギーを吸収するゴムなどの弾性体を案内レール４３Ｌ、４３Ｒに取付けることにした。

弾性体は、案内レール４３Ｌ、４３Ｒに各々取付けた第１〜第４弾性体７１〜７４からなる。これらの第１〜第４弾性体７１〜７４のうち、第１弾性体７１（以下、単に弾性体７１と記す。）を代表例として、それの構造及び取付手順を次に説明する。

図６（ａ）に示すように、上フランジ４５に図面表裏方向に延びる長孔状の貫通孔４８を設ける。また、水平部７５とこの水平部７５の中央から直角に延ばした脚部（先端部）７６とからなるＴ字断面状の弾性体７１を準備する。脚部７６は、上フランジ４５の厚さと縮み代とを考慮して定めた長さにする。

図６（ｂ）に示すように、貫通孔４８へ脚部７６を圧入し、水平部７５の下面を上フランジ４５の上面に当てる。以上の手順で、コ字溝４４Ｌ、すなわち案内レール４３Ｌに弾性体７１を取付ける。なお、弾性体７１は、嵌合のみによる固定の他、接着や焼き付けにより固定してもよい。

図６（ｃ）に示すように、脚部７６はδだけ、凸部３２Ｌで圧縮される。
図６（ｃ）のｄ−ｄ線断面図である図６（ｄ）に示すように、弾性体７１は、少なくとも一端にテーパー面７７を有し、図面左右方向に移動する凸部３２Ｌが弾性体７１に円滑に食い込み始めるようにする。好ましくは図示するように、テーパー面７７の始点７７ａは上フランジ４５の板厚内に存在するようにする。

図７（ａ）は、図１からカバー３０と、カバー開閉機構４０とを抜粋して描いた図であり、案内レール４３Ｒに第１〜第４弾性体７１〜７４が取付けられており、カバー３０が開位置にある場合、前部凸部３２Ｒが第１弾性体７１に嵌合し、後部凸部３３Ｒが第３弾性体７３に嵌合する。

サーボモータ６２でウォーム６４を回し、このウォーム６４でホイール６５を回すと、駆動リンク５６Ｒが図面時計回りに揺動し、従動リンク５４を介してカバー３０が閉じ方向へ移動し始める。
図７（ｂ）に示すように、カバー３０が閉じ位置に達したらサーボモータ６２を止める。このカバー３０の閉じ位置では、前部凸部３２Ｒが第４弾性体７４に嵌合し、後部凸部３３Ｒが第２弾性体７２に嵌合する。

結果、図８に示すように、コンバイナ１５を略水平に筐体１７に収納した後に、カバー３０で開口部１６を塞ぐことができる。カバー３０で塞いだため、太陽光などの外光が筐体１７内に侵入する心配が無くなると共に塵埃が筐体１７内へ侵入する心配が無くなる。
さらに、湾曲したフロントガラス７９に接近してヘッドアップディスプレイ装置１０を配置することができる。

図７（ｂ）にて、サーボモータ６２を逆方向へ回転させると、図７（ａ）に戻る。図７（ａ）はカバー開時を示し、カバー開時に前部凸部３２Ｒが第１弾性体７１で弾性的に抑えられるため、停止時の慣性エネルギーが第１弾性体７１で吸収され、異音の発生が抑制される。
また、図７（ｂ）はカバー閉じ時を示し、カバー閉じ時に後部凸部３３Ｒが第２弾性体７２で弾性的に抑えられるため、停止時の慣性エネルギーが第２弾性体７２で吸収され、異音の発生が抑制される。

第３弾性体７３及び第４弾性体７４により更に異音の発生を効果的に抑えることができる。
本実施例では、第３弾性体７３と第４弾性体７４は、接近しているため繋がれた一体物となるように中間弾性体７８に一体形成した。第３弾性体７３と第４弾性体７４を別個に準備するよりは、部品点数の削減が図れ、弾性体の取付工数も低減することができる。しかし、第３弾性体７３と第４弾性体７４を別体にすることは差し支えない。

尚、弾性体７１〜７４は、本実施例では上フランジ４５に設けたが、下フランジ４６に設けることや、上・下フランジ４５、４６の双方に設けることは差し支えない。

また、弾性体７１〜７４は、帯板状の弾性体を上フランジ４５の内面に貼付けるものであってもよい。ただし、コ字溝４４Ｌ、４４Ｒの幅が小さいため、貼付け難い。この点、図６に示した構造であれば、外から取付けることができる。加えて、図６に示した構造であれば、取付けもれの有無が外から目視確認できるという利点を有する。

本発明は、コンバイナ及びカバーを備え、カバーを車長方向へ移動するヘッドアップディスプレイ装置に好適である。

１０…ヘッドアップディスプレイ装置、１１…表示光、１２…表示器、１４…車両の利用者、１５…コンバイナ、１６…開口部、１７…筐体、３０…カバー、３１Ｌ…カバーの左側面、３１Ｒ…カバーの右側面、３２Ｌ…前部凸部（左前部凸部）、３２Ｒ…前部凸部（右前部凸部）、３３Ｌ…後部凸部（左後部凸部）、３３Ｒ…後部凸部（右後部凸部）、４０…カバー開閉機構、４１…案内レールの水平案内部、４２…案内レールの湾曲案内部、４３Ｌ…案内レール（左の案内レール）、４３Ｒ…案内レール（右の案内レール）、４４Ｌ…コ字溝（左のコ字溝）、４４Ｒ…コ字溝（右のコ字溝）、４５…上フランジ、４６…下フランジ、４８…貫通孔、５１…カバー移動手段、５４…従動リンク、５６Ｌ、５６Ｒ…駆動リンク、６１…リンク駆動源、７１…第１弾性体、７２…第２弾性体、７３…第３弾性体、７４…第４弾性体、７９…フロントガラス。

Claims

表示すべき情報を表示光として発する表示器と、この表示器から出射された前記表示光を車両の利用者に向けて反射するコンバイナと、上部に開口部を有し前記表示器及び前記コンバイナを収納する筐体と、この筐体内に設けられ収納時に略水平である前記コンバイナを使用時に立て前記開口部から突出させる様に前記コンバイナを傾動させるコンバイナ傾動機構と、前記コンバイナが収納状態であるときに前記開口部を塞ぐカバーと、閉じ位置にある前記カバーを開位置へ往復移動させるカバー開閉機構とを備えているヘッドアップディスプレイ装置において、
前記カバー開閉機構は、略水平な水平案内部及びこの水平案内部の前に接続され車両前方へ且つ下方へ延びる湾曲案内部を有する左右の案内レールと、前記カバーを移動するカバー移動手段とからなり、前記案内レールで前記カバーを案内するようにしたことを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
前記カバー移動手段は、前記カバーの前部に揺動可能に接続される従動リンクと、この従動リンクに接続される駆動リンクと、この駆動リンクを揺動させるリンク駆動源とから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。