JP4973961B2 - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置 - Google Patents

車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置 Download PDF

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Description

本発明は、駆動部材の駆動に伴い回転駆動されるリードスクリュー部と、このリードスクリュー部の回転によりリードスクリュー部の軸方向に沿い移動し、被動力伝達部に動力を伝達する動力伝達部材(動力伝達手段)とを備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置に関するものである。
従来より、この種の動力伝達装置にあっては、例えば下記特許文献1に記載のごとく、車両用ヘッドアップディスプレイ装置に備えられる凹面鏡の角度位置(あるいは液晶表示素子の配設位置)を調整すべく、ステッピングモータ(駆動部材)を駆動させて凹面鏡の角度位置調整(あるいは液晶表示素子の配設位置調整)を行うものが知られている。
特開2008−224791号公報
以下、前記凹面鏡の角度位置調整を行う場合における車両用ヘッドアップディスプレイ装置の構成例を説明する。かかる構成例における車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、表示光を発する表示器と、この表示器から発せられる表示光を反射させる反射器と、表示器及び反射器を収納するハウジングとから主に構成され、反射器に備えられる凹面鏡によって反射された表示光をハウジングに形成された出射部を通じて車両のフロントガラスに投影(照射)し、この照射によって得られた表示像(虚像)を車両の利用者(運転者)に視認させるものである。
そして、この場合、反射器は、表示器からの表示光を反射させる凹面鏡と、この凹面鏡を保持する略平板形状の合成樹脂からなるミラーホルダと、このミラーホルダの外方に向けて部分的に突出形成される被動力伝達部である突出片に動力を伝達させることでミラーホルダを所定の回動軸線を中心として回動させ、ミラーホルダの角度位置を調整可能な動力伝達装置とを備えてなる。
この動力伝達装置は、通電により回転駆動力を発生するステッピングモータ(駆動部材)及びこのステッピングモータから延出する回転軸を備えるとともに回転軸周面にネジ溝であるリードスクリュー部の形成された駆動手段と、ステッピングモータを不動状態に固定支持すると同時にリードスクリュー部先端を軸支する断面略U字形状からなる金属製の支持体と、環状内周面にリードスクリュー部の所定箇所と螺合するネジ螺合部を有しリードスクリュー部の回転により与えられた推力によってリードスクリュー部の軸方向に沿い往復移動するナットと、リードスクリュー部と平行状態をなすように支持体に嵌合されたガイドシャフトと、ベース部である基部にナットの両側面と各々当接する一対の当接面が形成されるとともに前記基部の前方に突出する一対の対向壁にミラーホルダの前記突出片をサンドイッチする半球形状からなる一対の突起部が形成された動力伝達部材(動力伝達手段)とから主に構成されてなる。
このように構成された動力伝達装置は、ステッピングモータの駆動に伴いリードスクリュー部が回転駆動されると、このリードスクリュー部の回転によりリードスクリュー部に螺合されたナットが軸方向に沿い往復移動し、このナットの往復移動に同期して例えばナットにおける前記両側面のうち一方の側面には、前記一対の当接面において、前記一方の側面と当接する側の一方の当接面箇所に前記推力が作用する。
かかる推力の作用によって、前記動力伝達部材が、ガイドシャフトに案内された状態でナットの往復移動に同期して前記軸方向に沿い移動(往復移動)してなる。すると、前記動力伝達部材の移動に伴い、前記動力伝達部材に備えられる前述した一対の突起部間にサンドイッチされた前記突出片(被動力伝達部)にはミラーホルダを前記回動軸線を中心として回動させるような動力が伝達される。
このことは、前記突出片への動力伝達によりミラーホルダ並びにミラーホルダに保持された凹面鏡が、前記回動軸線を中心として所定角度だけ回動することを意味してなる。そして、このように凹面鏡を角度移動させることで、前記表示光の前記フロントガラスに対する投射方向が調整され、これに伴い運転者が視認可能な前記表示像の位置を前記フロントガラスの上下方向に移動することが可能となる。
上述した車両用ヘッドアップディスプレイ装置の場合、凹面鏡の角度位置を調整するために、駆動部材であるステッピングモータの駆動に伴いリードスクリュー部を回転駆動させることで、リードスクリュー部に螺合されたネジ螺合部(つまりナット)が、リードスクリュー部の前記軸方向に沿い往復移動してなる。
すると、このナットの往復移動により、前記ガイドシャフトに案内されるとともに前記一対の当接面がナット(前記一対の側面)に各々当接してなる前記動力伝達部材が、前記軸方向に沿い移動することで、前記動力伝達部材に備えられる前記一対の突出部間にサンドイッチされたミラーホルダの前記突出片にはミラーホルダを前記回動軸線を中心として回動させるような動力が伝達され、これに伴いミラーホルダ(前記凹面鏡)の角度位置が調整される構成となっている。
しかしながら、このように前記凹面鏡の角度位置を調整するにあたり、ナット(前記ネジ螺合部)がネジ溝からなるリードスクリュー部の所定箇所と螺合し、且つ、ナット(両側面)が前記一対の当接面でサンドイッチされるように前記動力伝達部材がガイドシャフトに案内されている場合には、ナットに形成されたネジ螺合部とリードスクリュー部との間の噛合部分、並びにナット(前記両側面)と動力伝達部材に設けられた前記一対の当接面との間の連結部分に、部品間の寸法公差に伴う製造上のガタ(所謂、遊び)が必然的に生じてしまう。
従って、このような前記噛合部分や前記連結部分での遊びの発生を必要最小限とすることが、前記動力伝達装置を動作させる上で(つまり前記凹面鏡を角度移動させる上で)重要事項となっており、前記遊びの発生を抑制し、前記凹面鏡の角度位置を高精度に位置調整することが可能な動力伝達装置を提供することが望まれていた。
そこで本発明は、前述の課題に対して対処するため、部品間の遊び(ガタ)の発生を抑制し、高精度な位置調整を行うことが可能な車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置の提供を目的とするものである。
本発明は、駆動部材の駆動に伴い回転駆動されるリードスクリュー部と、前記リードスクリュー部の回転により前記リードスクリュー部の軸方向に沿い移動し、被動力伝達部に動力を伝達する動力伝達手段とを備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置において、前記動力伝達手段は、前記リードスクリュー部における外周部の所要部と螺合する螺合部を有する本体部と、前記外周部の所要部とは異なる前記外周部の他の箇所を受ける受部を有し、前記螺合部と前記受部とで前記リードスクリュー部を挟み込むように前記本体部に連結固定される弾性を有する連結部材とを備えてなることを特徴とする。
また本発明は、駆動部材の駆動に伴い回転駆動されるリードスクリュー部と、前記リードスクリュー部の回転により前記リードスクリュー部の軸方向に沿い移動し、被動力伝達部に動力を伝達する動力伝達手段とを備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置において、前記動力伝達手段は、前記リードスクリュー部における外周部の所要部を受容する第1の受部を有する本体部と、前記外周部の所要部とは異なる前記外周部の他の箇所を受容する第2の受部を有する受け部材と、前記第1の受部と前記第2の受部とで前記リードスクリュー部を挟み込むように前記本体部と前記受け部材とを連結固定する弾性を有する連結部材とを備え、前記第1の受部と前記第2の受部のうち少なくとも一方に前記リードスクリュー部に螺合する螺合部を形成したことを特徴とする。
また本発明は、前記本体部には、前記リードスクリュー部と略平行状態をなすガイドシャフトを挿通させるための挿通部が形成され、前記軸方向側から正視した場合に前記ガイドシャフトが前記リードスクリュー部の上方側に配設されてなることを特徴とする。
また本発明は、前記駆動部材を固定支持する金属製の支持体と、前記支持体を支持するように所定の外装ケースに固定される防振部材とを備えてなることを特徴とする。
また本発明は、前記駆動部材を固定支持する金属製の支持体と、前記支持体を支持するように所定の外装ケースに固定される金属製のフレーム体と、前記支持体と前記フレーム体との間に介在する防振部材とを備えてなることを特徴とする。
本発明によれば、初期の目的を達成でき、部品間の遊び(ガタ)の発生を抑制し、高精度な位置調整を行うことが可能な車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置を提供できる。
本発明の第1実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置の概略図。 同実施形態による表示装置の断面図。 同実施形態による第2反射器を示す斜視図。 同実施形態による第2反射器とハウジングの所要部とを示す断面図。 図4中、A部を拡大して示す拡大断面図。 同実施形態による動力伝達装置の各部と保持部材の一部を示す斜視図。 同実施形態によるリードスクリュー部の軸方向とは直交する方向における動力伝達手段とリードスクリュー部とガイドシャフトとを示す断面図。 同実施形態の変形例によるリードスクリュー部の軸方向とは直交する方向における動力伝達手段とリードスクリュー部とガイドシャフトとを示す断面図。 本発明の第2実施形態による動力伝達装置の各部と保持部材の一部を示す斜視図。
(第1実施形態)以下、図1から図7に基づいて、本発明の動力伝達装置を車両用のヘッドアップディスプレイ装置に備えられる第2反射器に適用した一実施形態を説明する。
ヘッドアップディスプレイ装置は、図1に示すように車両10のインストルメントパネル11内部に配設された表示ユニットである表示装置12が投射する表示光Lを投影部材である車両10のフロントガラス13で車両10の運転者(利用者)14の方向に反射させ、虚像Vの表示を行うものである。換言すれば、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置12の後述する液晶表示器から発せられる表示光Lをフロントガラス13に照射(投射)し、この照射によって得られた表示像(虚像)Vを利用者14に視認させるものである。これにより利用者14は、虚像Vを風景と重畳させて観察することができる。
表示装置12は、図2に示すように液晶表示器20と、第1反射器30と、第2反射器40と、ハウジング50とから主に構成されている。
液晶表示器20は、配線基板Rに実装された発光ダイオードからなる光源21と、この光源21からの照明光を透過して表示光Lを形成するように光源21の前方側(真上)に位置するTFT型の液晶表示素子(表示素子)22とから主に構成される。このことは、液晶表示素子22の背後(直下)に光源21が配設され、液晶表示素子22は、光源21から発せられる光により、所定情報(後述する表示すべき情報)を表示することを意味している。かかる液晶表示器20は、表示光Lの出射側の面が第1反射器30の後述するコールドミラーに対向するようにしてハウジング50内に設けられ、表示光Lの光軸が前記コールドミラーに交わるような位置や向きにて固定保持される。
また液晶表示素子22は、図示しない素子駆動回路によって表示すべき情報(例えば車両の速度やエンジン回転数)を、数値等で発光表示する。液晶表示器20は、可視波長域の光からなる表示光Lを出力するもので、例えば赤色光(主に発光波長域610〜640nm)を発する光源21を適用することができる。なお、前記表示すべき情報は、車両の速度やエンジン回転数に限らず、あらゆる表示形態を採用できることは言うまでもない。
第1反射器30は、コールドミラー31と、このコールドミラー31を所定の取付手段を用いて取付固定するための取付部材32とを有している。コールドミラー31は、略矩形状のガラス基板31aと、このガラス基板31aの片面(第2反射器40の後述する凹面鏡と向かい合う面)に形成された第1の反射層31bとからなるものである。かかる第1の反射層31bは、膜厚が異なる多層の干渉膜からなるものであり、蒸着等の方法で形成されている。また、コールドミラー31は、液晶表示器20が発した表示光Lを、第2反射器40(前記凹面鏡)側へ反射させるような位置に傾斜状態にて配設される。
なお、コールドミラー31は、液晶表示器20の発光波長域を含む可視波長域(450〜750nm)の光を高い反射率(例えば80%以上)で反射し、前記可視波長域以外の光を低い反射率で反射するものである。この場合、コールドミラー31は、前記可視波長域以外の特に赤外波長域の光(赤外線あるいは太陽光の熱線)を低い反射率(例えば15%以下)にて反射するものが適用される。なお、第1の反射層31bにて反射されない光は、コールドミラー31を透過するように構成される。
また本実施形態の場合、コールドミラー31並びに液晶表示器20は、ハウジング50の後述する透光性カバーから直接、臨めない位置に配設され、前記太陽光等の外部からの光(外光)が直接、当たらない構造となっている。なお、取付部材32は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、ハウジング50に固定されてなる。
第2反射器40は、図2から図4に示すようにコールドミラー31(つまり液晶表示素子22)からの表示光Lを反射させる凹面鏡(反射部材)41と、この凹面鏡41を保持するミラーホルダ(保持部材)42と、このミラーホルダ42の角度位置(配設位置)を調整すべく、ミラーホルダ42に備えられる後述する垂下部(被動力伝達部)に動力を伝達するための動力伝達装置43とを備えてなる。
凹面鏡41は、凹面を有するポリカーボネートからなる樹脂基板に第2の反射層41aを蒸着形成してなるものである。かかる凹面鏡41は、その第2の反射層41aがコールドミラー31並びに前記透光性カバーに対向し、前記透光性カバーから臨める位置に傾斜状態にて配設される。
また凹面鏡41は、コールドミラー31からの表示光Lを拡大しつつ、前記透光性カバー(車両10のフロントガラス13)側へ反射(投射)させるものである。このことは、凹面鏡41が、コールドミラー31によって反射された表示光Lを拡大し、この拡大された表示光Lを前記透光性カバーを通じてフロントガラス13に投射することを意味している。
ミラーホルダ42は、合成樹脂材料からなり、ハウジング50に設けられた軸受部(図示省略)に軸支される略円柱状からなる軸部42aを備えてなる。かかるミラーホルダ42は、凹面鏡41を保持するための壁部からなる保持部42bを備えてなる。なお、この場合、凹面鏡41と保持部42bとの間には両面粘着テープ(図示省略)が介在した状態で、凹面鏡41が保持部42bに対し固定保持されてなるものとする。また、ミラーホルダ42並びにこれに保持される凹面鏡41は、軸部42aの中心軸である回動軸線RAを中心として角度移動可能(回動可能)な構成となっている。
なお、42cは、凹面鏡41の下方において、凹面鏡41の背後から第2の反射層41a側に向けて略L字形状に突出形成された突出片であり、この突出片42cは、舌片42dと、被動力伝達部である垂下部42eとを有し、ミラーホルダ42に一体形成されてなる。
舌片42dは、図4中、ミラーホルダ42における保持部42bの底壁を構成する底面部42fから第2の反射層41a側に向けて延在する(換言すれば、後述するリードスクリュー部の略軸方向に沿って延在する)略矩形状の平板からなる。
また、被動力伝達部である垂下部42eは、舌片42dの先端部分から下方(前記リードスクリュー部側)に垂下するように、舌片42dに連続形成されてなる略矩形平板状の立壁部からなる。かかる垂下部42eは、その両面42g,42h(図4参照)が、動力伝達装置43に備えられる後述する動力伝達部の一対の第1,第2の突起部に各々点接触するように、前記第1,第2の突起部によりサンドイッチされる。
動力伝達装置43は、図3から図7に示すように駆動手段61と、支持体62と、ガイドシャフト63と、動力伝達手段64と、防振部材65とから主に構成され、ミラーホルダ42を回動軸線RAを中心として回動させ、ミラーホルダ42(凹面鏡41)の角度位置を調整する(換言すれば表示光Lの投射方向を調整する)ために用いられる。
駆動手段61は、通電により回転駆動力を発生する周知のPM型ステッピングモータであるステッピングモータ(駆動部材)61aと、このステッピングモータ61aから延出する回転軸61bとを有する。また、この場合、回転軸61bは、その周面において螺旋状に形成されてなるネジ溝からなり、ステッピングモータ61aの駆動に伴い回転駆動されるリードスクリュー部61cを備える。換言すれば、かかるリードスクリュー部61c(回転軸61b)は、ステッピングモータ61aからの前記回転駆動力を受けて回転駆動されるようになっている。
支持体62は、ステッピングモータ61aを不動状態に固定支持する金属製のモータケースからなり、断面略U字形状に形成され、リードスクリュー部61cの軸方向Xに沿うように配設される略板状の平板部62aと、この平板部62aにおける軸方向Xに沿う方向の両端部分が、ともにステッピングモータ61aに対応するように折り曲げ形成された一対の第1,第2のフランジ部62b,62cとを有する。
ステッピングモータ61a側に位置する第1のフランジ部62bには、リードスクリュー部61cの端部(末端部)61dが貫通する貫通孔62dと、ガイドシャフト63の一方の端部が嵌装される第1の嵌合孔62eとが形成されてなる。なお、第1のフランジ部62bと、ステッピングモータ61aの所要部とは、所定の取付手段によって互いに固定されてなり、これによりステッピングモータ61aが、支持体62によって不動状態に固定支持されることになる。
一方、第1のフランジ部62bと対をなす第2のフランジ部62c側には、貫通孔62dに対応する孔(図示省略)と、第1の嵌合孔62eに対応し、ガイドシャフト63の他方の端部が嵌装される第2の嵌合孔62fとが形成されてなる。なお、第2のフランジ部62cに設けられる前記孔には、軸受部材Gが装着されてなる。そして、貫通孔62dを貫通して軸受部材G側に突出する突出部分の先端側に位置するリードスクリュー部61cの先端部61e部分が、軸受部材Gを通じて回転自在に軸支されてなる。
なお、62g,62hは、防振部材65の後述する第1,第2のネジ孔に対応した位置に設けられ、前記第1,第2のネジ孔を貫通するネジS1のネジ部を螺合させるための第1,第2のネジ螺合部である。かかる第1,第2のネジ螺合部62g,62hは、平板部62aの両端側において、平板部62aの表面側に略円筒状に各々突出形成されてなり、具体的には第1のネジ螺合部62gが、第1のフランジ部62bの近傍に設けられ、第2のネジ螺合部62hが、第2のフランジ部62cの近傍に設けられる。
ガイドシャフト63は、例えば細長円柱形状の金属材からなり、リードスクリュー部61c(回転軸61b)と略平行状態をなすように、その一方の端部が支持体62の第1の嵌合孔62eに嵌合されるとともに他方の端部が支持体62の第2の嵌合孔62fに嵌合されてなる。
なお、本実施形態の場合、リードスクリュー部61c(回転軸61b)及びガイドシャフト63を軸方向X側から正視した状態(つまり図7に示す状態)では、後述する本体部(基部)に備えられる第2の脚部の長手方向とは直交する方向において、ガイドシャフト63がリードスクリュー部61c(回転軸61b)と所定距離隔てるように図7中、回転軸61bの右方に配設される。
また前記第2の脚部の長手方向においては、ガイドシャフト63がリードスクリュー部61c(回転軸61b)の上方側(前方側)に配設される。つまり、このことは、図7中、ガイドシャフト63の中心点Pを通る第1の仮想水平ラインY1が、リードスクリュー部61c(回転軸61b)の中心点Zを通る第2の仮想水平ラインY2よりも上側(つまり後述する連結部材に備えられる第1のガイド部側)に位置している構成であることを意味してなる。
動力伝達手段64は、本体部66と、受け部材67と、本体部66と受け部材67とを連結固定するための弾性を有する連結部材68とで構成される。本体部66は、ポリアセタール等の合成樹脂材料からなり、その土台を構成する略逆凹部形状からなる基部71と、この基部71表面から上方に向けて、互いに対向するように突出形成された一対の第1,第2の対向壁81,82とを備えている。
基部71は、第1,第2の対向壁81,82を載置してなる載置部72と、この載置部72の両端側から下方に垂下形成される第1、第2の脚部73、74とからなり、載置部72には、ガイドシャフト63を挿通させるための略円形の貫通孔からなる挿通部75が軸方向Xに沿うように形成されている。
なお、72aは、連結部材68の後述する第2の位置決め孔に対応する位置に形成された略円柱状の突起からなる第1の位置決め部であり、この第1の位置決め部72aは、第1、第2の脚部73、74のうち、図6中、手前側に位置する第1の脚部73側となる載置部72の一側面部に設けられてなる。
また、載置部72には、連結部材68の後述する第1の位置決め孔に対応する位置に略矩形状の突起からなる第2の位置決め部76が形成され、載置部72の底面には、リードスクリュー部61cにおける外周部の所要部を受容する凹状の曲面部からなる第1の受部77が軸方向Xに沿うように直線状に連続形成されている(図5参照)。
本例では、リードスクリュー部61cの上側に位置する第1の受部77における軸方向Xの長さ寸法は、略1センチに設定されており、かかる1センチ幅を有する第1の受部77が、リードスクリュー部61cの前記外周部のうち上側R面に対応する上側R面外周部の所要部を受容する構成となっている。そして、この第1の受部77には、第1の受部77に対応するように、リードスクリュー部61c(前記上側R面外周部の所要部)に噛合(螺合)するネジ部からなる螺合部である第1の螺合部78が設けられている。
一方、第1、第2の脚部73、74のうち、図6中、手前側に位置する第1の脚部73は、受け部材67を第1の脚部73と第2の脚部74との間に導き入れるために開口形成された矩形状の窓部73aと、この窓部73aを取り囲む枠部73bとを有し、枠部73bの下端側に位置する枠部73bの底壁部には支持体62(平板部62a)側に向けて突出形成された凸部からなる第1のストッパ部73cが設けられている。
なお、74aは、図6中、奥側に位置する(別の言い方をすれば図7中、右方に位置する)第2の脚部74に形成された第2のストッパ部であり、この第2のストッパ部74aは、第1のストッパ部73cと同様に支持体62(平板部62a)側に向けて突出形成された凸部からなる。
これら第1、第2のストッパ部73c、74aは、ガイドシャフト63にてガイドされる本体部66の軸方向Xへの移動時に、本体部66が軸方向Xとは異なる方向であるリードスクリュー部61cの外周方向に沿うように回動したとき、第1のストッパ部73c下端部もしくは第2のストッパ部74a下端部が、支持体62の平板部62a表面と接触することで、本体部66のリードスクリュー部61cの前記外周方向への過度な回動を阻止する機能を備えてなる。
また、第1,第2の対向壁81,82には、その先端側において、ミラーホルダ42における突出片42cの垂下部42e(両面42g,42h)と各々点接触するような一対の第1,第2の突起部83,84が形成されてなる。
かかる第1,第2の突起部83,84は、略半球形状からなり、その頂点部分にて垂下部42eの両面42g,42hと各々点接触するように垂下部42eをサンドイッチしてなる。換言すれば、第1の突起部83と第2の突起部84とは、所定の間隙を有して対向配置され、前記間隙に第1,第2の突起部83,84と両面42g,42hとが各々点接触するように垂下部42eが介在する構成となっている。
さらに、第1,第2の対向壁81,82の下端側となる基部71と第1,第2の対向壁81,82との境界付近には、第1の位置決め部72aと第2の位置決め部76との間に所定の隙間を有して対向配置されるフランジ形状からなる一対の第1,第2の鍔部85,86が形成されている。そして、この第1,第2の鍔部85,86と基部71との間には、連結部材68の後述する第1のガイド部を誘導可能な微小間隙部からなる第1の被案内部H1が設けられる構成となっている。
受け部材67は、本体部66と同様にポリアセタール等の合成樹脂材料からなり、略直方体形状にて形成され、そのリードスクリュー部61c側に位置する前面部67aには、リードスクリュー部61cにおける前記外周部の所要部とは異なる前記外周部の他の箇所を受容する凹状の曲面部からなる第2の受部67bが軸方向Xに沿うように形成されている。
本例では、リードスクリュー部61cの下側に位置する第2の受部67bにおける軸方向Xの長さ寸法は、略0.5ミリに設定されており、かかる0.5ミリ幅を有する第2の受部67bが、前記上側R面外周部の反対側となる下側R面外周部の所要部分を受容する構成となっている。そして、この第2の受部67bには、第2の受部67bに対応するように、リードスクリュー部61c(前記下側R面外周部の所要部分)に噛合(螺合)するネジ部からなる螺合部である第2の螺合部67cが設けられている。
この第2の螺合部67cは、リードスクリュー部61cの前記下側R面外周部の所要部分を受容する凹状の曲面部として設けられた第2の受部67bに形成されてなる。なお、本例では、第2の螺合部67c(第2の受部67b)は、リードスクリュー部61cを挟んで前記上側R面外周部の所要部における略中央領域と対向する前面部67a箇所に形成されてなる(図5参照)。
一方、前面部67aとは反対側となる受け部材67の背面には、一対のスリット67d、67eが軸方向Xとは略直交する方向に沿い並設され、これら一対のスリット67d、67eの間に連結部材68の後述する嵌合孔に嵌合するフック部67fを有する弾性片67gが設けられた構成となっている(図7参照)。なお、この場合、フック部67fは、片持梁形状にて形成された弾性片67gの自由端部(先端部)に形成され、前面部67a側に***する爪部からなる。
また、H2は、連結部材68の後述する第2のガイド部が案内される第2の被案内部であり、この第2の被案内部H2は、前面部67aと受け部材67の前記背面との間に位置する受け部材67の一側面部を部分的に刳り貫いたもので、前記第2のガイド部を誘導するための空洞部からなる。なお、本例では、本体部66と受け部材67とが別部材により形成されているが、本体部66と受け部材67とを一体形成することも可能である。
連結部材68は、略「コ」の字形状にて形成された弾性を有する金属材料からなり、別部材にて形成された本体部66と受け部材67とを連結固定するための固定部材としの機能を有しており、基部71と第1、第2の鍔部85、86との間に形成される第1の被案内部H1内に誘導(案内)される薄板状の第1のガイド部68aと、受け部材67に設けた第2の被案内部H2に誘導(案内)される薄板状の第2のガイド部68bと、第1のガイド部68aと第2のガイド部68bとを繋ぐ薄板状の連結部68cとを備えてなる。
第1のガイド部68aには、本体部66(基部71の載置部72)に設けた第2の位置決め部76が位置決めされる略矩形状の第1の位置決め孔68dが形成されている。また第2のガイド部68bには、これを第2の被案内部H2に挿入した際に受け部材67のフック部67fと嵌合する略矩形状の嵌合孔68eが形成されている。そして、連結部68cには、本体部66(基部71の載置部72)に設けた第1の位置決め部72aが位置決めされる略円形の第2の位置決め孔68fが形成されている。
ここで、本体部66、受け部材67並びに連結部材68の三者の組み付け例の一例を説明する。まず、連結部材68の第1のガイド部68aが受け部材67の上方側に位置し、且つ連結部材68の第2のガイド部68bと受け部材67に設けた第2の被案内部H2とが向かい合うように受け部材67と連結部材68とを位置合わせする。
次に、第2のガイド部68bを第2の被案内部H2内に挿入していくと、第2のガイド部68b先端がフック部67fを図7中、下方側に撓ませるように第2の被案内部H2内に導かれ、その後、フック部67fが嵌合孔68eに嵌合することで、フック部67fがそれ自体の復帰力により元の位置に復帰し受け部材67が連結部材68に嵌合固定される状態となる。
次に、この状態から第1のガイド部68aと受け部材67に設けた第1の被案内部H1、載置部72に設けた第1の位置決め部72aと連結部材68の第2の位置決め孔68f、並びに第1の脚部73の窓部73aと受け部材67とが各々向かい合うように本体部66と連結部材68が装着された受け部材67とを位置合わせする。
最後に、この状態から、第1のガイド部68aが第1の被案内部H1へと案内されると、第2のガイド部68bによって支持された受け部材67が窓部73aを通過して第1の脚部73と第2の脚部74との間に配設され、さらに第1のガイド部68aの先端部が第1、第2の鍔部85、86を通り抜けるように第1のガイド部68aを第2の脚部74側へと押し込む。
すると、載置部72に設けた第2の位置決め部76が第1のガイド部68aの第1の位置決め孔68dに位置決めされ、且つ載置部72に設けた第1の位置決め部72aが連結部68cの第2の位置決め孔68fに位置決めされたとき、第2の螺合部67c(第2の受部67b)には弾性を有する第2のガイド部68bからの上向き弾性力が作用する。そして、かかる上向き弾性力により、本体部66(基部71)に設けた第1の螺合部78(第1の受部77)と受け部材67に設けた第2の螺合部67c(第2の受部67b)との間にてリードスクリュー部61cが挟み込まれた状態となることで、前記三者の組み付けが完了する。
防振部材65は、ゴム材からなる弾性材料(例えばシリコンゴム)または軟質性の合成樹脂材料(例えばポリプロピレン樹脂)によって形成され、支持体62における平板部62aに対応するように設けられる略矩形平板状の平坦部65aを備えてなる。かかる防振部材65は、ステッピングモータ61aの駆動時に生じる振動を、支持体62から表示装置12の外装ケースであるハウジング50に至る際に減衰させる振動減衰機能を備えてなる。
そして、防振部材65における平坦部65aの4つの角部のうち、ハウジング50の後述する第1のボス部に対応する位置に設けられる第1の角部C1には、第1の耳部65bが、平坦部65aの板厚と略同一の板厚を有するように、平坦部65aの側方に突出形成されてなる。また、第1の角部C1と対角線方向であって、ハウジング50の後述する第2のボス部に対応する位置に設けられる第2の角部C2には、第2の耳部65cが、平坦部65aの板厚と略同一の板厚を有するように、平坦部65aの側方に突出形成されてなる。
なお、65d,65eは、支持体62における第1,第2のネジ螺合部62g,62hと各々連通するように設けられ、ネジS1のネジ部を平坦部65aの背後側から貫通させるための貫通孔からなる第1,第2のネジ孔であり、かかる第1,第2のネジ孔65d,65eは、平坦部65aの両端側に位置してなり、第1のネジ孔65dが、第1のフランジ部62b側に設けられ、第2のネジ孔65eが、第2のフランジ部62c側に設けられる。
そして、防振部材65と支持体62との固定は、図4に示すようにネジS1のネジ部を平坦部65aの背後側から第1,第2のネジ孔65d,65eに各々貫通させ、各ネジ孔65d,65eを貫通してなるネジS1のネジ部の所要部が、第1,第2のネジ螺合部62g,62hにそれぞれ螺合されることで完了する。
なお、65fは、前記第1のボス部に設けられる後述する第3のネジ螺合部と連通するように設けられ、ネジS2のネジ部を平坦部65aの表面側から貫通させるための貫通孔からなる第3のネジ孔であり、かかる第3のネジ孔66fは、第1の耳部65bの所定箇所に形成されてなる。
同様に65gは、前記第2のボス部に設けられる後述する第4のネジ螺合部と連通するように設けられ、ネジS2のネジ部を平坦部65aの表面側から貫通させるための貫通孔からなる第4のネジ孔であり、かかる第4のネジ孔65gは、第2の耳部65cの所定箇所に形成されてなる。
このように構成された動力伝達装置43は、ステッピングモータ61aの駆動に伴いリードスクリュー部61cが回転駆動されると、リードスクリュー部61cの回転によりリードスクリュー部61cに噛合された第1の螺合部78(つまり本体部66)が軸方向Xに沿い往復移動することになる。この際、受け部材67は、前記上向き弾性力を受けつつ連結部材68を介して本体部66に連結固定された構成となっていることから、第1の螺合部78の軸方向Xへの移動に連動して受け部材67に設けた第2の螺合部67cも軸方向Xに沿い移動可能となる。
ここで、例えば本体部66が、ガイドシャフト63に案内された状態で、軸方向Xに沿い支持体62における第1のフランジ部62b側に平行移動してなる場合には、本体部66並びに連結部材68を介し本体部66と連結された受け部材67の平行移動に伴い、本体部66における第1、第2の突起部83,84の間に介在している垂下部42eにはミラーホルダ42を回動させるような動力が伝達される。このことは、垂下部42eへの動力伝達により、ミラーホルダ42が、回動軸線RAを中心として図4における矢印方向に回動することを意味している。
なお、本体部66及び受け部材67が、第1のフランジ部62b側ではなく第2のフランジ部62c側に移動する場合は、本体部66及び受け部材67が、第2のフランジ部62c側に平行移動し、これにより垂下部42eには、ミラーホルダ42を回動軸線RAを中心として図4における矢印方向とは反対方向に回動させるような動力が作用することになる。
ハウジング50は、例えばアルミダイカストにて形成されてなり、ともに断面略凹部形状からなる上側ケース体51と下側ケース体52とを備え、上側ケース体51と下側ケース体52とで形成される内部空間である空間部53において、液晶表示器20や第1反射器30、第2反射器40を収納するものである(図2参照)。
上側ケース体51には、凹面鏡41の配設位置の上部(車両10のフロントガラス13側)が開口する開口窓部51aが形成されており、この開口窓部51aには、開口窓部51aを塞ぐように出射部である透光性カバー54が配設されてなる。
かかる透光性カバー54は、透光性の合成樹脂材料(例えばアクリル樹脂)からなり、凹面鏡41で反射された表示光Lが透過(通過)する光透過性部材としての機能を有している。つまり、凹面鏡41によって反射された表示光Lは、ハウジング50に形成された透光性カバー54を通じてフロントガラス13に投影され、これにより虚像Vの表示が行われることになる。
一方、下側ケース体52における底部には、図4に示すように前記底部から防振部材65側に向けて突出する略円筒状からなる一対の第1,第2のボス部52a,52bが設けられてなる。
このうち、第1のボス部52aは、ネジS2を螺合させるための第3のネジ螺合部52cを備えてなり、かかる第3のネジ螺合部52cは、防振部材65に設けられた第3のネジ孔65fと連通してなる。他方、第2のボス部52bは、ネジS2を螺合させるための第4のネジ螺合部52dを備えてなり、かかる第4のネジ螺合部52dは、防振部材65に設けられた第4のネジ孔65gと連通してなる。
そして、防振部材65とハウジング50(各ボス部52a,52b)との固定は、ネジS2のネジ部を平坦部65aの表面側から第3,第4のネジ孔65f,65gに各々貫通させ、各ネジ孔65f,65gを貫通してなるネジS2のネジ部の所要部が、各ボス部52a,52bに備えられる第3,第4のネジ螺合部52c,52dにそれぞれ螺合されることで完了する。すると、防振部材65は、支持体62を支持するようにハウジング50に固定される構成となる。
かかる実施形態によれば、動力伝達手段64が、リードスクリュー部61cにおける前記上側R面外周部の所要部(つまり前記外周部の所要部)を受容する第1の受部77を有する基部71(本体部66)と、前記下側R面外周部の所要部分(つまり前記外周部の所要部とは異なる前記外周部の他の箇所)を受容する第2の受部67bを有する受け部材67と、第1の受部77と第2の受部67bとでリードスクリュー部61cを挟み込むように本体部66と受け部材67とを連結固定する弾性を有する連結部材68とを備え、第1、第2の受部77、67bにリードスクリュー部61cに螺合する螺合部である第1、第2の螺合部78、67cを各々形成したものである。
従って、弾性を有する連結部材68を用いて本体部66と受け部材67とを連結固定したとき、前記上向き弾性力の作用に伴い、リードスクリュー部61cが本体部66(基部71)に備えられる第1の螺合部78と受け部材67に備えられる第2の螺合部67cとの間に挟み込まれる構成となることで、本体部66及び受け部材67が軸方向Xに沿い移動した場合に、リードスクリュー部61cと本体部66との間、並びにリードスクリュー部61cと受け部材67との間にガタツキが生じないため、動力伝達装置43からの動力を受けて作動するミラーホルダ42の角度位置を高精度に位置調整することが可能となる。
すわなち、上述のように前記上向き弾性力によりリードスクリュー部61cが各螺合部78、67c間に挟持される構成を採用することで、従来のようにリードスクリュー部がナットに噛合していること、及びナット両側面が動力伝達部材(動力伝達手段)に備えられる一対の当接面にてサンドイッチされることに伴い生じていた部材間の遊び(つまりリードスクリュー部のネジ溝とナットのネジ螺合部との間の噛合部分の遊びやナット両側面と前記一対の当接面との間の連結部分の遊び)の発生が抑制されるため、ミラーホルダ42(凹面鏡41)の角度位置を高精度に位置調整することが可能となる。
また本実施形態では、基部71(本体部66)における第1の受部77に前記外周部の所定箇所(前記上側R面外周部の所要部)に螺合する第1の螺合部78を設け、且つ受け部材67における第2の受部67bに前記外周部の他の箇所(前記下側R面外周部の所要部分)に螺合する第2の螺合部67cを設けた例について説明したが、例えば第1の受部77に第1の螺合部78を設けるとともに第2の受部67bに第2の螺合部67cを設けない構成や、これとは逆に第2の受部67bに第2の螺合部67cを設けるとともに第1の受部77に第1の螺合部78を設けない構成としてもよい。
また本実施形態では、基部71における載置部72の底面に形成される第1の螺合部78が、第1の受部77に対応するように、軸方向Xに沿い直線状に連続形成されてなる例について説明したが、第1の受部77において、部分的に第1の螺合部78を設ける構成としてもよい。例えば前述した図5において、リードスクリュー部61cを挟んで第2の螺合部67c(第2の受部67b)と対向する第1の受部77箇所に第1の螺合部78を形成せずに、第2の螺合部67cと対向しない第1の受部77箇所にのみ第1の螺合部78を設ける構成としてもよい。
また本実施形態では、弾性を有する連結部材68を用いて本体部66と受け部材67とを連結固定してなる例について説明したが、例えば本発明の変形例として図8に示すように受け部材67を廃止するとともに連結部材68の形状を改良(工夫)して、連結部材68の所定箇所にて前記外周部の他の箇所(前記下側R面外周部の所要部分)を載置部72側に押し付ける構成、別の言い方をすれば本体部66と連結部材68の前記所定箇所とでリードスクリュー部61cを挟み込むような構成としてもよい。
この場合、前述した本実施形態にて採用した受け部材67及び連結部材68における嵌合孔68eを廃止し、連結部材68における第2のガイド部68bの先端部分を折り曲げ加工し、前記上向き弾性力を利用して前記先端部分にて前記下側R面外周部の所要部分を載置部72側に押し付ける構成としている。以下、本変形例では、連結部材68における第2のガイド部68bの前記先端部分を受部V(前述した連結部材68の所定箇所に相当する)と定義する。
従って、本変形例における弾性を有する連結部材68は、前記下側R面外周部の所要部分を受ける受部Vを有するとともに、受部Vと前記外周部の所要部(前記上側R面外周部の所要部)と螺合するように本体部66(基部71)に設けた螺合部(第1の螺合部)78とでリードスクリュー部61を挟み込むように本体部66に連結固定される構成となっている。かかる構成においても、リードスクリュー部61cと本体部66との間、並びにリードスクリュー部61cと連結部材68(受部V)との間にガタツキが生じないため、前述した本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また本実施形態(前記変形例を含む)では、載置部72(本体部66)には、リードスクリュー部61cと略平行状態をなすガイドシャフト63を挿通させるための挿通部75が形成され、軸方向X側から正視したとき、ガイドシャフト63がリードスクリュー部61cの上方側に配設されてなる構成とした。
かかる構成により、例えばガイドシャフト63にてガイドされる本体部66の軸方向Xへの移動時に、本体部66が、図7(図8)中、ガイドシャフト63の中心点Pを回動中心として反時計方向に回動し、これに伴い第1のストッパ部73c下端部と支持体62の平板部62a表面との接触時に、第1の螺合部(螺合部)78がリードスクリュー部61c(前記上側R面外周部の所要部)を押し付ける押圧力がある程度、軽減されるため、リードスクリュー部61cにかかる負荷(応力)を低減できるというメリットがある。
また本実施形態では、ステッピングモータ61aを固定支持する金属製の支持体62と、この支持体62を支持するように表示装置12の外装ケースであるハウジング50に固定される防振部材65とを備え、防振部材65は、ステッピングモータ61aの駆動時に生じる振動を、支持体62からハウジング50に至る際に減衰させる振動減衰機能を有している。
従って、ステッピングモータ61aの駆動時に生じる振動が、減衰されずにステッピングモータ61aと当接する支持体62に伝達され、その後、この支持体62の振動が、支持体62とネジ固定される防振部材65に伝達された場合であっても、この防振部材65に伝達される振動は、防振部材65自体が振動減衰機能を具備してなることから、結果的に防振部材65に伝達される支持体62(平板部62a)からの振動は、防振部材65によって大幅に減衰されることになる。
そして、防振部材65を載置してなる各ボス部52a,52b(つまりハウジング50)には、防振部材65を経て大幅に減衰された振動が伝達されることになるので、動力伝達装置43を前記外装ケース(この場合、表示装置12のハウジング50)に取付固定した場合であっても、ステッピングモータ61a駆動時におけるハウジング50からの異音の発生を極力抑制することが可能となる。
(第2実施形態)次に、本発明の第2実施形態を図9に基づいて説明するが、前述の第1実施形態と同一もしくは相当個所には同一の符号を用いてその詳細な説明は省略する。この第2実施形態においては、前記第1実施形態の構成を基本構成として、前記第1実施形態にて採用した第1、第2のネジ螺合部62g、62h、第1、第2のネジ孔65d、65e並びにネジS1を廃止するとともに、振動減衰機能を有する防振部材65に代えて振動減衰機能を有しない金属製のフレーム体90を採用し、この金属製のフレーム体90とステッピングモータ61aを不動状態に固定支持する金属製の支持体62との間に防振部材100を挟み込んだ構成となっている。
金属製のフレーム体90は、その外形形状が前記第1実施形態にて採用した防振部材65の外形形状と略同一形状となっており、支持体62における平板部62aと略平行状態をなすように設けられる略矩形平板状の平坦部91を備えてなる。
そして、平坦部91の4つの角部のうち、第1のボス部52aに対応する位置に設けられる第1の角部C1には、第1の耳部92が平坦部91の板厚と略同一の板厚を有するように平坦部91の側方に突出形成されてなる。また第1の角部C1と対角線方向であって、第2のボス部52bに対応する位置に設けられる第2の角部C2には、第2の耳部93が平坦部91の板厚と略同一の板厚を有するように平坦部91の側方に突出形成されてなる。
なお、第1の耳部92には前記第1実施形態にて採用した第3のネジ孔65fと同一機能を有する第3のネジ孔94が設けられ、第2の耳部93には前記第1実施形態にて採用した第4のネジ孔65gと同一機能を有する第4のネジ孔95が設けられている。
そして、フレーム体90とハウジング50(各ボス部52a,52b)との固定は、詳細図示は省略するが、前記第1実施形態と同様にネジS2のネジ部を平坦部91の表面側から第3,第4のネジ孔94,95に各々貫通させ、各ネジ孔94,95を貫通してなるネジS2のネジ部の所要部が、各ボス部52a,52bに備えられる第3,第4のネジ螺合部52c,52dにそれぞれ螺合されることで完了する。すると、フレーム体90は、支持体62を支持するように表示装置12の外装ケースであるハウジング50に固定される構成となる。
防振部材100は、シリコンゴム等の弾性材料からなり、略矩形状に形成され、金属製の支持体62と金属製のフレーム体90との間に介在している。かかる防振部材100は、ステッピングモータ61aの駆動時に生じる振動を、支持体62からフレーム体90(ハウジング50)に至る際に減衰させる振動減衰機能を備えてなる。なお、この場合、防振部材100と支持体62、並びに防振部材100とフレーム体90は、ともに両面テープを用いて接着固定されている。
かかる第2実施形態によれば、ステッピングモータ61aの駆動時に生じる振動が減衰されずにステッピングモータ61aと当接する支持体62に伝達され、その後、この支持体62の振動が、支持体62と接着固定される防振部材100に伝達された場合であっても、この防振部材100に伝達される振動は、防振部材100自体が振動減衰機能を具備してなることから、結果的に防振部材100に伝達される支持体62からの振動は防振部材100によって大幅に減衰されることになる。そして、防振部材100を載置してなるフレーム体90(ハウジング50)には、防振部材100を経て大幅に減衰された振動が伝達されることになるので、これによりステッピングモータ61a駆動時におけるハウジング50からの異音の発生を極力抑制することが可能となる。
なお前記各実施形態では、動力伝達装置43を用いて垂下部42eに動力を伝達し、ミラーホルダ42(凹面鏡41)の角度位置を調整する例について説明したが、例えば前述した液晶表示器20に動力伝達装置43を採用した構成としてもよい。
具体的には、詳細図示は省略するが、液晶表示器20おいて、光源21から発せられる照明光を通過させる窓部を有し、液晶表示素子22を載置(支持)してなる可動支持体の所定箇所(例えば前記可動支持体の外方に延在する立壁形状の鍔部)を前述した本体部66の第1,第2の突起部83,84間に位置させ、動力伝達手段64が軸方向Xに沿い移動することで被動力伝達部である前記所定箇所(前記鍔部)に動力を伝達し、前記可動支持体(液晶表示素子22)を所定位置を基準位置として時計回りもしくは反時計回りに回動させ、液晶表示素子22の配設位置を調整する構成としてもよい。かかる構成により、フロントガラス13に対する表示像Vの傾き(換言すれば、利用者14が視認可能な表示像Vの仮想水平線に対する傾き)を調整することが可能となる。
40 第2反射器
41 凹面鏡(反射部材)
42 ミラーホルダ(保持部材)
42e 垂下部(被動力伝達部)
43 動力伝達装置
50 ハウジング(外装ケース)
61 駆動手段
61a ステッピングモータ(駆動部材)
61c リードスクリュー部
62 支持体
63 ガイドシャフト
64 動力伝達手段
65、100 防振部材
66 本体部
67 受け部材
67b 第2の受部
67c 第2の螺合部(螺合部)
68 連結部材
71 基部
72 載置部
73 第1の脚部
74 第2の脚部
77 第1の受部
78 第1の螺合部(螺合部)
83 第1の突起部
84 第2の突起部
90 フレーム体
RA 回動軸線
X 軸方向
V 受部

Claims (5)

  1. 駆動部材の駆動に伴い回転駆動されるリードスクリュー部と、
    前記リードスクリュー部の回転により前記リードスクリュー部の軸方向に沿い移動し、被動力伝達部に動力を伝達する動力伝達手段とを備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置において、
    前記動力伝達手段は、前記リードスクリュー部における外周部の所要部と螺合する螺合部を有する本体部と、
    前記外周部の所要部とは異なる前記外周部の他の箇所を受ける受部を有し、前記螺合部と前記受部とで前記リードスクリュー部を挟み込むように前記本体部に連結固定される弾性を有する連結部材とを備えてなることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置。
  2. 駆動部材の駆動に伴い回転駆動されるリードスクリュー部と、
    前記リードスクリュー部の回転により前記リードスクリュー部の軸方向に沿い移動し、被動力伝達部に動力を伝達する動力伝達手段とを備えた車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置において、
    前記動力伝達手段は、前記リードスクリュー部における外周部の所要部を受容する第1の受部を有する本体部と、
    前記外周部の所要部とは異なる前記外周部の他の箇所を受容する第2の受部を有する受け部材と、
    前記第1の受部と前記第2の受部とで前記リードスクリュー部を挟み込むように前記本体部と前記受け部材とを連結固定する弾性を有する連結部材とを備え、
    前記第1の受部と前記第2の受部のうち少なくとも一方に前記リードスクリュー部に螺合する螺合部を形成したことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置。
  3. 前記本体部には、前記リードスクリュー部と略平行状態をなすガイドシャフトを挿通させるための挿通部が形成され、
    前記軸方向側から正視した場合に前記ガイドシャフトが前記リードスクリュー部の上方側に配設されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置。
  4. 前記駆動部材を固定支持する金属製の支持体と、前記支持体を支持するように所定の外装ケースに固定される防振部材とを備えてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置。
  5. 前記駆動部材を固定支持する金属製の支持体と、前記支持体を支持するように所定の外装ケースに固定される金属製のフレーム体と、前記支持体と前記フレーム体との間に介在する防振部材とを備えてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置に用いられる動力伝達装置。
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