JP7126075B2 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Description

本開示は、反射器を回動動作させる駆動装置を有するヘッドアップディスプレイ装置に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、表示素子からの表示光を反射器（凹面鏡）によって反射させて車両のフロントガラスに投影し、投影された表示像（虚像）を車両の運転者に視認させるヘッドアップディスプレイ装置が知られている。このようなヘッドアップディスプレイ装置では、一般に、反射部材による表示光の反射角度を調整するために、凹面鏡を保持するミラーホルダを所定の回転軸を中心として回動させる。

特開２０１５－１０２７００号公報

特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイ装置では、ミラーホルダの突出片が、一対の樹脂壁により挟持されて保持されている。しかしながら、このような構成では、車両が振動したときに、例えば、ミラーホルダがスライダの移動方向に動く（ガタつく）可能性があり、このミラーホルダの動きにより表示像にブレが発生する可能性がある。

そこで、本開示の課題は、表示像のブレを抑制するヘッドアップディスプレイ装置を提供することである。

本開示のヘッドアップディスプレイ装置は上述した課題を解決するために、
表示光を出力する表示器と、前記表示光を反射させる反射器と、を有し、前記反射器によって反射された前記表示光を投影部材に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
前記反射器を回動動作させる駆動装置を備え、
前記駆動装置は、駆動部と、前記駆動部の駆動力によって移動する可動部材と、前記可動部材の原点位置を検出する原点位置検出スイッチと、を有し、
前記可動部材は、本体部と、前記反射器を支持する支持部と、を備え、
前記支持部は、前記反射器を付勢する弾性支持部と、前記可動部材の移動方向において前記弾性支持部に対向し、前記原点位置検出スイッチ側に設けられ、前記弾性支持部によって付勢された前記反射器を支持する固定支持部と、を有している。

本開示によれば、表示像のブレを抑制するヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

本開示の実施の一形態であるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。 図１に示すヘッドアップディスプレイ装置の表示装置の概略断面図である。 本実施形態の駆動装置を示す概略斜視図である。 本実施形態の駆動装置を示す概略側面図である。 本実施形態の可動部材を拡大して示す概略斜視図である。 本実施形態の弾性部材を示す概略斜視図である。 本実施形態の弾性部材固定部を示す概略斜視図である。 図７に示す弾性部材固定部を別の方向から見た概略斜視図である。 本実施形態の支持部材を示す概略斜視図である。 図５に示す可動部材の透視側面図である。 図５に示す可動部材の透視上面図である。 本実施形態の駆動装置を図４とは反対側から見た概略側面図である。 本実施形態のナットユニットの動作を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。

まず、図１および図２を参照して、本開示の実施の形態である車両用のヘッドアップディスプレイ装置について説明する。図１は、本開示の実施の一形態であるヘッドアップディスプレイ装置の概略構成図である。図２は、本開示の実施の一形態のヘッドアップディスプレイ装置における表示装置の概略断面図である。

ヘッドアップディスプレイ装置１０００は、図１に示すように、車両１００のインストルメントパネル１０１の内部に設けられた表示装置１０２を有し、表示装置１０２が投射する表示光Ｌを投影部材であるフロントガラス１０３で車両１００の運転者１０４の方向に反射させ、虚像（表示像）Ｖの表示を行うものである。換言すると、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示装置１０２の後述する液晶表示器１１０から発せられる表示光Ｌをフロントガラス１０３に照射（投射）し、この照射によって得られた虚像Ｖを運転者１０４に視認させるものである。これにより、運転者１０４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１０２は、図２に示すように、液晶表示器１１０と、第１の反射器１２０と、第２の反射器１３０と、ハウジング１４０とを有している。

液晶表示器１１０は、光源１１１と、液晶表示素子（表示素子）１１２とを有している。光源１１１は、配線基板Ｒに実装された発光ダイオードからなる。液晶表示素子１１２は、光源１１１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１１１の前方（真上）に位置する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型の液晶表示素子である。液晶表示素子１１２は、図示しない素子駆動回路からの駆動信号に基づいて、背後（直下）に配置された光源１１１から発せられる光により、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ものである。なお、表示すべき情報は、車両の速度やエンジン回転数に限定されず、表示形態としても、数値表示に限定されず、あらゆる形態を採用することができる。液晶表示器１１０は、可視波長域の光からなる表示光Ｌを発するものであり、例えば赤色光（主に発光波長域６１０～６４０ｎｍ）を発する光源１１１を用いることができる。

このような液晶表示器１１０は、表示光Ｌの出射側の面が第１の反射器１２０の後述するコールドミラー１２１に対向するようにハウジング１４０内に設けられ、表示光Ｌの光軸がコールドミラー１２１に交わるような位置や向きで固定保持されている。

第１の反射器１２０は、コールドミラー１２１と、コールドミラー１２１をハウジング１４０に固定するための取付部材１２２とを有している。コールドミラー１２１は、液晶表示器１１０から発せられた表示光Ｌを第２の反射器１３０（凹面鏡１３１）に向けて反射させるものである。コールドミラー１２１は、ほぼ矩形状のガラス基板１２１ａと、ガラス基板１２１ａの片面（第２の反射器１３０の後述する凹面鏡１３１に対向する面）に蒸着等によって形成された、膜厚が異なる多層の干渉膜からなる第１の反射層１２１ｂとを有している。また、取付部材１２２は、例えば黒色の合成樹脂材料からなり、ハウジング１４０に固定されている。

なお、コールドミラー１２１は、液晶表示器１１０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、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１２１としては、可視波長域以外の光、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）で反射するものが適用される。なお、第１の反射層１２１ｂで反射されない光は、コールドミラー１２１を透過するようになっている。本実施形態では、コールドミラー１２１は、液晶表示器１１０と同様に、ハウジング１４０の後述する透光性カバー１４４から直接見えない位置に配置され、太陽光等の外部からの光（外光）が直接当たらないようになっている。

第２の反射器１３０は、凹面鏡１３１と、凹面鏡１３１を保持するミラーホルダ１３２とを有している。凹面鏡１３１は、ポリカーボネートからなる樹脂基板の凹面に蒸着された第２の反射層１３１ａを有し、コールドミラー１２１（つまり液晶表示素子１１２）からの表示光Ｌを拡大しつつ、ハウジング１４０の透光性カバー１４４を通じてフロントガラス１０３に向けて反射させるものである。凹面鏡１３１は、第２の反射層１３１ａがコールドミラー１２１とハウジング１４０の透光性カバー１４４とに対向するように配置され、透光性カバー１４４から見える位置に配置されている。

ミラーホルダ１３２は、合成樹脂材料からなり、ハウジング１４０に設けられた軸受部に軸支された、表示光Ｌの光軸に直交する回転軸Ａを有している。すなわち、ミラーホルダ１３２とこれに保持された凹面鏡１３１は、回転軸Ａを中心として回動可能であり、これにより、ミラーホルダ１３２の角度位置、すなわち表示光Ｌの投射方向を調整することができる。ミラーホルダ１３２には、回転軸Ａの径方向外側に向けて部分的に突出する突出片１３２ａが形成されている。この突出片１３２ａが駆動装置１からの駆動力により移動することで、ミラーホルダ１３２を回動させることができる。駆動装置１の詳細については後述する。

ハウジング１４０は、例えばアルミダイカストで形成され、いずれも断面がほぼＵ字形状の上側ケース体１４１と下側ケース体１４２とを有している。上側ケース体１４１と下側ケース体１４２とは内部空間１４３を形成し、この内部空間１４３に、液晶表示器１１０、第１の反射器１２０、および第２の反射器１３０が収納されている。

上側ケース体１４１には、凹面鏡１３１に対向する位置に開口部１４１ａが形成され、この開口部１４１ａを塞ぐように透光性カバー１４４が配置されている。透光性カバー１４４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１３１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１３１によって反射された表示光Ｌは、ハウジング１４０に設けられた透光性カバー１４４を通じてフロントガラス１０３に投影され、これにより虚像Ｖの表示が行われる。

次に、図３および図４を参照して、本実施形態の駆動装置について説明する。図３は、本実施形態の駆動装置を示す概略斜視図であり、図４は、本実施形態の駆動装置を示す概略側面図であり、ミラーホルダの突出片を支持した状態を示している。なお、以下の説明では、リードスクリュー４（シャフト１９）の軸線Ｌが延在している方向のうち、リードスクリュー４が突出している一方側を出力側Ｌ１とし、リードスクリュー４が突出している側とは反対側（他方側）を反出力側Ｌ２とする。また、軸線Ｌ方向に対して、フレーム２の支持部２ｃ，２ｂが延在する方向をＸ方向とし、Ｘ方向と軸線Ｌ方向に対して直交する方向をＹ方向とする。

駆動装置１は、外周面に螺旋溝が形成されたリードスクリュー４と、リードスクリュー４を軸線Ｌ周りに回転駆動するための駆動部３と、螺旋溝に係合して軸線Ｌ方向に移動する可動部材６と、駆動部３等を支持するフレーム２を備えている。フレーム２には、リードスクリュー４に対して軸線Ｌ方向に沿って平行に配置されたガイドシャフト５が固定されている。駆動部３は、ステッピングモータ等のモータであり、モータケースを構成するステータ１４とステータ１４の内部に配置されたロータ（図示せず）から概ね構成されている。ロータは、シャフト１９とシャフト１９に固定された永久磁石（図示せず）を備えている。

ステータ１４は、フレーム２の軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２の支持部２ｂに溶接などにより固定されている。この支持部２ｂには、給電基板７０を保持する基板ホルダ６０がボルトによって固定されている。

ステータ１４の側面には給電部となる端子ピン８２が設けられており、給電基板７０と電気的に接続されている。端子ピン８２には、ステータ１４の駆動コイルの端末部分（図示せず）が巻き付けられており、端子ピン８２と給電基板７０をはんだ付けすることで、給電基板８０と駆動コイルとの電気的な接続を行うことができる。

給電基板７０にはスイッチユニット５０が取り付けられている。スイッチユニット５０は、可動部材６の移動方向（軸線Ｌ方向）の原点位置を検出する押圧式のスイッチである。スイッチユニット５０と給電基板７０との電気的な接続は、スイッチユニット５０の端子ピン５２ａ，５２ｂと給電基板７０とをはんだ付けすることで行われる。

フレーム２は、板状のフレーム本体２ａと、フレーム本体２ａの長手方向の両端が折り曲げられて形成された一対の支持部２ｂ，２ｃとを有し、フレーム本体２ａに形成された穴２ｇを利用してハウジング１４０に固定されている。駆動部３は、軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２の支持部２ｂに固定されている。

リードスクリュー４は、駆動部３のシャフト１９と一体に形成されており、シャフト１９の一部（ステータ１４から軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１に突出している部分）の外周面に螺旋溝を形成することで構成されている。したがって、リードスクリュー４は、駆動部３によって回転駆動されるものである。リードスクリュー４は、フレーム本体２ａと略平行に配置され、軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１の先端が、フレーム２の軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１の支持部２ｃに設けられた軸受７ａによって回転可能に支持されている。また、シャフト１９の軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２の端部は、駆動部３に取り付けられた軸受７ｂによって回転可能に支持され、その先端は、板ばねからなる付勢部材７ｃによって軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１に付勢されている。ガイドシャフト５は、リードスクリュー４と平行に配置され、その両端がフレーム２の支持部２ｂ，２ｃにそれぞれ固定されている。本実施形態では、ガイドシャフト５とリードスクリュー４がＸ方向で重なるよう配置されている。

可動部材６は、リードスクリュー４に噛み合って軸線Ｌ方向に移動するナットユニット４０と、ナットユニット４０と一体に軸線Ｌ方向に移動する本体部９と、本体部９の上方に設けられ、被支持材であるミラーホルダ１３２の突出片１３２ａを支持する支持部１０とを備えている。本体部９には、ガイドシャフト５が貫通するガイド孔８と、ナットユニット４０が配置されるナット配置部１１が形成されている。可動部材６は、駆動部３によるリードスクリュー４の回転に伴い、ナットユニット４０が軸線Ｌ方向に往復移動することで、ガイドシャフト５にガイドされた状態で軸線Ｌ方向に往復移動する。これにより、突出片１３２ａが軸線Ｌ方向に往復移動することで、回転軸Ａ（図２参照）を中心としてミラーホルダ１３２を所定の角度に回動させることができる。

（支持部）
支持部１０は、ミラーホルダ１３２の突出片１３２ａを軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２に付勢する弾性支持部２０と、軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２で弾性支持部２０に対向して設けられ、弾性支持部２０によって付勢される突出片１３２ａを支持する固定支持部３０とを有している。このような構成によれば、突出片１３２ａは、弾性支持部２０によって常に固定支持部３０に押し付けられた状態で支持されることになる。そのため、固定支持部３０を基準として常に突出片１３２ａの位置を決めることができ、例えば移動や振動があっても、突出片１３２ａの位置をずれにくくすることができる。それと同時に、弾性支持部２０の付勢力により、車両が振動した場合にも突出片１３２ａがガタつくのを抑制することができ、表示像にブレが発生することを抑制することができる。こうして、本実施形態の支持部１０は、ミラーホルダ１３２の突出片１３２ａの位置決め精度を向上させることができる。

弾性支持部２０は、ミラーホルダ１３２の突出片１３２ａに当接して突出片１３２ａを固定支持部３０に向けて付勢する弾性部材２１と、弾性部材２１を固定する弾性部材固定部２２とを有している。弾性部材固定部２２は、ポリアセタールなどの合成樹脂材料からなり、本体部９と一体に設けられている。なお、弾性部材固定部２２は、本体部９と別体として形成された後、接着などの方法で本体部９に固定されていてもよい。

固定支持部３０は、ステンレスなどの金属からなり、樹脂からなる本体部９よりも剛性の高い材料で形成されている。固定支持部３０は、インサート成形により本体部９と一体に形成されている。したがって、固定支持部３０は、本体部９に部分的に埋め込まれて固定されている。このような構成により、固定支持部３０が樹脂で本体部９と一体に形成される場合に比べて、固定支持部３０の強度を向上させることができる。その結果、ヘッドアップディスプレイ装置１０００全体として共振周波数を高くすることができ、車両の振動による共振の発生を抑制し、表示像にブレが発生することを抑制することができる。

（弾性支持部）
図５から図８を参照して、本実施形態の弾性支持部の詳細な構成について説明する。図５は、本実施形態の可動部材を拡大して示す概略斜視図である。なお、簡単のために、図５では、ナットユニットの図示は省略している。図６は、本実施形態の弾性部材を示す概略斜視図である。図７は、本実施形態の弾性部材固定部を示す概略斜視図であり、図８は、図７に示す弾性部材固定部を別の方向から見た概略斜視図である。なお、簡単のために、図７および図８では、固定支持部の図示を省略している。

弾性部材２１は、図６に示すように、弾性部材固定部２２に取り付けられて固定される固定板部２３と、固定板部２３の端部から延び、弾性変形可能な弾性変形板部２４とを有している。本実施形態における弾性部材２１は、比較的広い幅（Ｙ方向の長さ）を有する板ばねである。固定板部２３には、弾性部材固定部２２の第２の係止部２６ｂと係止する第１の係止部２３ａが形成されており、本実施形態における第１の係止部２３ａは、Ｘ方向に長い開口部である。弾性変形板部２４は、固定板部２３の端部から延びる第１の弾性部２４ａと、第１の弾性部２４ａの端部から軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２へ斜めに延びる第２の弾性部２４ｂとから構成されている。第１の弾性部２４ａは、固定板部２３の延長線上（固定板部２３が延在するＸ方向）に延び、第２の弾性部２４ｂは、第１の弾性部２４ａに対して鋭角に延びている。固定板部２３と第１の弾性部２４ａとの間には第１の支点部２５ａが形成されている。第１の支点部２５ａは、図５に示すように、弾性部材２１と弾性部材固定部２２の上端との接触部として規定されている。換言すると、第１の支点部２５ａは、弾性部材２１の弾性部材固定部２２に保持されている領域と弾性部材固定部２２に保持されていない領域との境界部として規定されている。第１の弾性部２４ａは、この第１の支点部２５ａを支点として、固定板部２３に対して弾性変形可能である。また、第１の弾性部２４ａと第２の弾性部２４ｂとの間には、弾性変形板部２４の折り曲げ部である第２の支点部２５ｂが形成され、これを支点として、第２の弾性部２４ｂは、第１の弾性部２４ａに対して弾性変形可能である。

さらに、弾性変形板部２４の第２の弾性部２４ｂは、その先端側が固定板部２３側を向くように折り曲げられている。この折り曲げ部は、ミラーホルダ１３２の突出片１３２ａに当接する突出片当接部２５ｃとして機能する。また、突出片当接部２５ｃは、折り曲げられて湾曲面を構成しているため、突出片１３２ａを支持する際の引っかかりを抑制することができる。なお、突出片当接部２５ｃは、突出片１３２ａに対して引っ掛かりがなく、突出片１３２ａがスムースに移動できるような形状であればよく、湾曲面の代わりに、面取りされた形状であってもよい。さらに、折り曲げられた先端は、弾性変形板部２４が大きく弾性変形したときに弾性部材固定部２２に当接する固定部当接部２５ｄとして機能する。固定部当接部２５ｄは、例えば、車両の衝突などに起因して弾性変形板部２４に大きな衝撃が作用した場合にも、弾性部材固定部２２に当接することで、弾性変形板部２４の過度な変形、すなわち塑性変形を抑制することができる。なお、第２の弾性部２４ｂの形状は、図示した例に限定されず、例えば、円弧形状やＳ字形状であってもよい。

弾性部材固定部２２は、図７および図８に示すように、本体部９からＸ方向に突出する突出部２６と、突出部２６の突出方向（Ｘ方向）の先端かつ幅方向（Ｙ方向）の両端に設けられた一対の規制部２７とを有している。突出部２６と本体部９との間には、突出部２６と本体部９とを接続する補強リブ２６ａが設けられている。補強リブ２６ａは、弾性部材固定部２２に対して負荷がかかったときに強度的に最も弱い部分を補強するために設けられている。すなわち、弾性部材固定部２２には反出力側Ｌ２から出力側Ｌ１に向かって軸線Ｌ方向に負荷がかかるが、その場合、強度的に最も弱く、最も破断しやすい部分は、突出部２６の反出力側Ｌ２の付け根部分である。補強リブ２６ａは、この部分に設けられ、負荷がかかる方向（軸線Ｌ方向）に延びる板状に形成されている。一対の規制部２７は、突出部２６の軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１の面に形成され、その面との間に、弾性部材２１の厚みとほぼ同じ間隔を有し、弾性部材２１が挿入される隙間Ｇを形成している。各規制部２７は、突出部２６の出力側Ｌ１の面から軸線Ｌ方向に突出する側方規制部２７ａと、側方規制部２７ａからＹ方向に沿って内側に延びる後方規制部２７ｂとを有している。側方規制部２７ａは、隙間Ｇに挿入された弾性部材２１の固定板部２３のＹ方向の移動を規制し、後方規制部２７ｂは、固定板部２３の軸線Ｌ方向の移動を規制する。こうして、弾性部材２１は、隙間Ｇに挿入された固定板部２３の挿入方向と交差する方向（Ｙ方向および軸線Ｌ方向）への移動が規制されて、弾性部材固定部２２に取り付けられることになる。

さらに、突出部２６の軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１の面には、固定板部２３に形成された第１の係止部２３ａと係止する第２の係止部２６ｂが形成されている。第２の係止部２６ｂは、いわゆるスナップフィット形状を有し、Ｘ方向の上側に、突出部２６の軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１の面に対して傾斜する案内面２６ｄを有し、Ｘ方向の下側に、突出部２６の軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１の面にほぼ垂直な係止面２６ｅを有している。固定板部２３が隙間Ｇに挿入されて第１の係止部（開口部）２３ａが係止面２６ｅに係止されることにより、固定板部２３のＸ方向への移動も規制することができ、固定板部２３の抜け止めも行うことができる。なお、固定板部２３が隙間Ｇに挿入されて固定されたときに、弾性部材２１の弾性部材固定部２２に保持されている領域と弾性部材固定部２２に保持されていない領域との境界部が、上述した第１の支点部２５ａとなる。

突出部２６の軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２の面には、Ｘ方向の先端に段差部２６ｃが形成されている。段差部２６ｃは、弾性変形板部２４の第２の弾性部２４ｂの幅よりも広い幅（Ｙ方向の長さ）を有している。これにより、段差部２６ｃは、弾性変形板部２４の第２の弾性部２４ｂとの干渉を回避する逃げ部として機能することができ、弾性変形板部２４の可動範囲を広げることができる。換言すると、段差部２６ｃは、突出部２６の第２の弾性部２４ｂに対向する角部に位置しており、弾性変形板部２４が撓んだときに第２の弾性部２４ｂがその角部に当たらないようになっている。また、段差部２６ｃのＸ方向の下側には、弾性変形板部２４の固定部当接部２５ｄが当接することができる受け面２６ｆが形成されており、すなわち、固定部当接部２５ｄが段差部２６ｃに当たらないようになっている。これにより、弾性変形板部２４の回動範囲を稼ぐことができる。

図示した例では、弾性部材２１は、弾性部材固定部２２の軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１の面に取り付けられているが、軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２の面に取り付けられていてもよく、その取り付け方法も、図示したようなスナップフィット方式に限定されず、例えば、ネジや接着材等を用いることができる。また、弾性部材２１としては、ミラーホルダ１３２の突出片１３２ａを固定支持部３０に向けて付勢するようになっていればよく、板ばねに限定されるものではない。例えば、コイルばねなどの他のばね部材であってもよく、あるいは、ゴムなどの弾性を有する材料から構成されたものであってもよい。

（固定支持部）
次に、図５に加えて、図９から図１１を参照して、本実施形態の固定支持部の詳細な構成について説明する。図９は、本実施形態の固定支持部を示す概略斜視図である。図１０および図１１はそれぞれ、図５に示す可動部材の透視側面図および透視上面図である。

固定支持部３０は、図９に示すように、支持本体部３１と、一対の延在部３２，３３と、一対のアーム部３４，３５と有している。支持本体部３１は、Ｘ方向に延び、一対の延在部３２，３３は、支持本体部３１の端部から軸線Ｌ方向（可動部材６の移動方向）に延び、一対のアーム部３４，３５は、支持本体部３１のＹ方向の両端部から概ね軸線Ｌ方向に延びている。

支持本体部３１には、軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１に対向する弾性支持部２０に向かって突出する支持突起３１ａが形成されている。この支持突起３１ａによって、弾性支持部２０によって付勢されるミラーホルダ１３２の突出片１３２ａを支持することができる。また、支持突起３１ａは、半球状に形成されている。これにより、可動部材６の移動によりミラーホルダ１３２の突出片１３２ａの傾きが大きく変化する場合にも、突出片１３２ａを同じように支持することができる。ただし、支持突起３１ａは、先端が曲面であればよく、図示した形状に限定されるものではない。

支持本体部３１は、各延在部３２，３３の少なくとも上面３２ａ，３３ａが本体部９で覆われて保持されている。これにより、本体部９に対する固定支持部３０のＸ方向の抜け止めを確実にすることができる。

さらに、支持本体部３１は、軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２の下端部（軸線Ｌ方向において延在部３２，３３と反対側の部分）３１ｂが本体部９の保持固定部９ａで覆われて保持されている。これにより、Ｘ方向の抜け止めだけでなく、軸線Ｌ方向への固定支持部３０の抜け止めも確実にすることができる。

なお、本体部９には、可動部材６の移動を案内するためのガイドシャフト５が嵌るガイド孔８が形成されている。一対の延在部３２，３３は、このガイド孔８と重ならないように本体部９内に配置されている。支持本体部３１には、切り欠き部３１ｃが形成され、切り欠き部３１ｃとガイド孔８とが軸線Ｌ方向で重なるように配置されており、一対の延在部３２，３３は、この切り欠き部３１ｃによってＹ方向に２つに分割された支持本体部３１の下端部からそれぞれ軸線Ｌ方向に延びている。また、一対の延在部３２，３３は、本体部９内のガイド孔８のＹ方向の両側で、ガイド孔８と平行に配置されているとともに、Ｘ方向において一部がガイド孔８と重なって配置されている。こうして、限られたスペースにおいても、延在部３２，３３を有効に配置して固定支持部３０の抜け止め効果を有効に発揮させることができる。なお、延在部は１つであってもよい。

本実施形態では、軸線Ｌ方向において、延在部３２，３３の先端は、弾性支持部２０の突出部２６の反出力側Ｌ２の面まで到達しており、Ｙ方向において、延在部３２，３３の幅（Ｙ方向の一方の端部から他方の端部までの長さ）は、支持本体部３１と同じである。また、Ｘ方向において、延在部３２，３３の下面はガイド孔８の下端まで到達している。このような延在部３２，３３の配置により、本体部９との接触面積を大きくすることができ、固定支持部３０をより強固に保持することができる。その結果、固定支持部３０の抜け止めをより確実にすることができる。

一対のアーム部３４，３５は、その一部が本体部９に埋め込まれている。これにより、固定支持部３０の本体部９との接触面積をさらに大きくすることができ、固定支持部３０をさらに強固に保持することができる。また、例えば一対のアーム部３４，３５が設けられていないと、支持本体部３１に軸線Ｌ方向の応力が過度に作用した場合に、支持本体部３１の基端部（本体部９から露出した根元部分）３１ｄに応力が集中して基端部３１ｄが破断する可能性がある。これに対し、本実施形態では、一対のアーム部３４，３５が本体部９に部分的に埋め込まれていることで、本体部９の上面に沿った固定支持部３０の断面積を増やすことができる。その結果、支持本体部３１に作用する応力を分散させることができ、上述の応力に対する耐久性を向上させることができる。

なお、一対のアーム部３４，３５は、支持本体部３１から離れるにつれて互いの間隔が狭くなるように軸線Ｌ方向に対して斜めに延びている。これにより、本体部９のサイズに制約がある場合にも、一対のアーム部３４，３５の外側で樹脂が薄くなる部分が形成されることを抑制することができる。さらに、一対のアーム部３４，３５が斜めに延びていることで、一対のアーム部３４，３５と支持本体部３１とが樹脂を抱え込む部分（図１１の斜線で示す部分）が形成されるため、固定支持部３０と本体部９との一体化をより強固にすることができる。ただし、一対のアーム部３４，３５の形状は、図示した形状に限定されるものではなく、例えば、本体部９のＹ方向のサイズに余裕があり、一対のアーム部３４，３５の外側に十分な厚みの樹脂を確保できる場合には、軸線Ｌ方向に平行に延びていてもよい。

本実施形態では、固定支持部３０は金属からなり、樹脂からなる本体部９にインサート成形により固定されているが、固定支持部３０の材料や固定方法は、これらに限定されるものではない。固定支持部３０の材料は、本体部９よりも剛性の高いものであれば樹脂であってもよく、その固定方法も、例えば、圧入による方法を用いることができる。

（ナットユニット）
次に、図１２を参照して、本実施形態の駆動装置１に用いられるナットユニット４０の詳細な構成について説明する。図１２（ａ）は、本実施形態の駆動装置を図４とは反対側から見た概略側面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の円Ｂで囲まれた領域の拡大側面図である。図１３は、本実施形態のナットユニットの動作を説明するための模式図である。

ナットユニット４０は、第１のナット部材４１と、コイルばね４２と、第２のナット部材４３とを有し、本体部９に形成された溝状のナット配置部１１内に配置されている。第１のナット部材４１と第２のナット部材４３はリードスクリュー４に螺合し、コイルばね４２の内部をリードスクリュー４が貫通している。

第１のナット部材４１は、外形が矩形状のフランジ部４１ａと、フランジ部４１ａから軸線Ｌ方向に延びる筒部４１ｂとを有し、フランジ部４１ａと筒部４１ｂの内側に、リードスクリュー４に螺合するねじ部が形成されている。第２のナット部材４３も、外形が矩形状のフランジ部４３ａと、フランジ部４３ａから軸線Ｌ方向に延びる筒部４３ｂとを有し、フランジ部４３ａと筒部４３ｂの内側に、リードスクリュー４に螺合するねじ部が形成されている。第１のナット部材４１と第２のナット部材４３は、筒部４１ａ，４３ａ同士が互いに対向するようにナット配置部１１内に配置されている。第１のナット部材４１のフランジ部４１ａは、ナット配置部１１の内面１１ａから突出する一対の対向リブ１２ａ，１２ｂに当接している。なお、ナット配置部１１の内面１１ａには、第１のナット部材４１の軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２に、もう一対の対向リブ１３ａ，１３ｂが形成されているが、これは、ナットユニット４０（第１のナット部材４１）と可動部材６との位置決めを容易にするために設けられている。

コイルばね４２は、圧縮された状態で、一対の対向リブ１２ａ，１２ｂと第２のナット部材４３との間に配置されている。したがって、コイルばね４２は、一方の端部では、一対の対向リブ１２ａ，１２ｂに当接し、一対の対向リブ１２ａ，１２ｂを軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２に付勢して第１のナット部材４１のフランジ部４１ａに当接させている。また、コイルばね４２は、他方の端部では、第２のナット部材４３のフランジ部４３ａに当接し、第２のナット部材４３のフランジ部４３ａを軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１に付勢している。なお、本実施形態では、もう一対の対向リブ１３ａ，１３ｂが設けられていることで、ナットユニット４０をナット配置部１１に配置する際に一対の対向リブ１２ａ，１２ｂと第２のナット部材４３との距離が近くなりすぎることを抑制することができる。そのため、コイルばね４２が過度に圧縮したり、コイルばね４２が第１のナット部材４１の筒部４１ｂから外れたりすることを抑制することができる。

第１のナット部材４１は、フランジ部４１ａがナット配置部１１の内面１１ａに当接することで本体部９に対する回転が規制されている。換言すると、ナット配置部１１の内面１１ａは、第１のナット部材４１のフランジ部４１ａと当接して第１のナット部材４１の回転を規制する規制部として機能する。さらに、第１のナット部材４１は、上述したように、一対の対向リブ１２ａ，１２ｂを介してコイルばね４２から軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２に向けて付勢力（予圧）を付与され、フランジ部４１ａが一対の対向リブ１２ａ，１２ｂと常に当接している。このため、第１のナット部材４１は、駆動部３の駆動力を本体部３に伝達する駆動力伝達部として機能し、一対の対向リブ１２ａ，１２ｂは、駆動部３の駆動力を第１のナット部材４１から受ける駆動力受け部として機能する。その結果、リードスクリュー４の回転に伴って本体部９を軸線Ｌ方向に往復移動させることができる。

第２のナット部材４３は、フランジ部４３ａがナット配置部１１の内面１１ａに当接することで本体部９に対する回転が規制されている。換言すると、ナット配置部１１の内面１１ａは、第２のナット部材４３のフランジ部４３ａと当接して第２のナット部材４３の回転を規制する規制部として機能する。一方で、第２のナット部材４３は、軸線Ｌ方向に関しては、本体部９には支持されておらず、上述したように、コイルばね４２から軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１に向けて付勢力（予圧）を付与されている。こうして、第２のナット部材４３は、コイルばね４２と共に予圧付与部として機能し、図１３に示すように、第１のナット部材４１のねじ部と第２のナット部材４３のねじ部との間に互いに離間する方向に予圧Ｆを付与することができる。

このような予圧Ｆによって、第１のナット部材４１によって可動部材３が移動する際に、第１のナット部材４１のねじ部を常にリードスクリュー４の反出力側フランク面４ａに当接させることができる。さらに、第２のナット部材４３のねじ部をリードスクリュー４の出力側フランク面４ｂに当接させることができる。その結果、リードスクリュー４と各ナット部材（ねじ部）とのクリアランス（バックラッシュ）を吸収して、可動部材６の移動方向（軸線Ｌ方向）へのガタツキを抑制することができる。

なお、上述したように、コイルばね４２は、一方の端部で可動部材６（一対の対向リブ１２ａ，１２ｂ）に当接し、他方の端部で第２のナット部材４３に当接しており、可動部材６は、第１のナット部材４１のフランジ部４１ａに当接している。そのため、可動部材６が軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１に移動する場合には、第１のナット部材４１の推力がフランジ部４１ａを介して可動部材６に駆動力として伝達され、可動部材６が軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２に移動する場合には、コイルばね４２の付勢力によって、駆動力は第１のナット部材４１を通じて可動部材６に伝達される。こうして、可動部材６は軸線Ｌ方向の出力側Ｌ１と反出力側Ｌ２のどちらにも移動することができ、その場合にも、上述したように、１つのコイルばね４２で可動部材６のガタツキを常に抑制することができる。

ところで、本実施形態では、ナットユニット４０を収容するナット配置部１１は、本体部９とフレーム本体２ａとが対向する方向（Ｘ方向）にではなく、それと交差する方向（Ｙ方向）に開口している。このことは、ナットユニット４０をナット配置部１１内に配置する際の作業性を向上させることができる点で特に好ましい。すなわち、ナット配置部１１がフレーム本体２ａに対向する方向に開口していると、フレーム本体２ａによってナット配置部１１内を目視で確認することができず、ナットユニット４０を適正な配置でナット配置部１１内に収容することが困難になる。これに対し、本実施形態では、ナットユニット４０をナット配置部１１内に収容する際に、フレーム本体２ａが邪魔になることがないため、目視で確認しながらナットユニット４０を適正な位置に配置することができ、組み立て時の歩留まりの低下を抑制することができる。

本実施形態では、上述したように、ガイドシャフト５とリードスクリュー４がＸ方向で重なるよう配置されている。支持部１０は、ガイドシャフト５とリードスクリュー４にＸ方向で重なるよう設けられている。したがって、可動部材６の移動を安定させることができる。また、本実施形態では、本体部９の下部に、本体部９の回転を規制する一対のストッパ９ｂ，９ｃ（図４および図８参照）が設けられているが、ガイドシャフト５から各ストッパ９ｂ，９ｃまでの距離をほぼ等しくすることができる。そのため、可動部材６の回転方向のガタツキを極力抑制することができ、可動部材６の移動を安定させることができる。

本実施形態では、第１のナット部材４１と第２のナット部材４３は共に、本体部９とは別体として設けられているが、第１のナット部材４１は、本体部９と一体に移動するようになっていれば、必ずしも本体部９と別体である必要はない。すなわち、第１のナット部材４１は、接着剤などの固定手段により、本体部９に物理的に固定されていてもよく、あるいは、第１のナット部材４１と本体部９とが一体的に形成され、本体部９自体がリードスクリュー４に螺合する雌ねじ部を備えていてもよい。

以上、本開示の実施の一形態であるヘッドアップディスプレイ装置を説明した。

本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００は、
表示光Ｌを出力する表示器１１０と、表示光Ｌを反射させる反射器１３０と、を有し、反射器１３０によって反射された前記表示光Ｌを投影部材１０３に投影して虚像Ｖを表示するヘッドアップディスプレイ装置１０００において、
反射器１３０を回動動作させる駆動装置１を備え、
駆動装置１は、駆動部３と、駆動部３の駆動力によって移動する可動部材６と、を有し、
可動部材６は、本体部９と、反射器１３０を支持する支持部１０と、を備え、
支持部１０は、反射器１３０を付勢する弾性支持部２０と、可動部材６の移動方向において弾性支持部２０に対向して設けられ、弾性支持部２０によって付勢された反射器１３０を支持する固定支持部３０と、を有している。
このように構成することで、反射器１３０の位置決め精度が向上する支持部１０を備えた駆動装置１を備えるため、表示像のブレを抑制できる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
弾性支持部２０は、反射器１３０に当接して該反射器１３０を固定支持部３０に向けて付勢する弾性部材２１と、弾性部材２１を保持する弾性部材固定部２２と、を有し、
弾性部材固定部２２は、本体部９に設けられている、ことが好ましい。
このように構成することで、弾性部材２１を容易に固定できる。また、弾性部材２１は、製造が容易な板ばねであることが好ましい。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
弾性部材２１は、弾性部材固定部２２に取り付けられた固定板部２３と、固定板部２３の端部から延び、弾性変形可能な弾性変形板部２４と、を有し、
弾性変形板部２４は、固定板部２３の端部から延びる第１の弾性部２４ａと、第１の弾性部２４ａの端部から延びる第２の弾性部２４ｂと、を有し、
第２の弾性部２４ｂには、反射器１３０に当接する当接部２５ｃが形成されている、ことが好ましい。
このように構成することで、弾性変形板部２４の弾性を確保できる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
当接部２５ｃは、第２の弾性部２４ｂの先端部２５ｄが反射器１３０と反対側を向くように第２の弾性部２４ｂを折り曲げた折り曲げ部２５ｂである、ことが好ましい。
このように構成することで、例えば、車両の衝突などに起因して弾性変形板部２４に大きな衝撃が作用した場合であっても、先端部２５ｄが弾性部材固定部２２に当接して、弾性変形板部２４の過度な変形、すなわち塑性変形を抑制できる。これにより、反射器１３０を安定して付勢することができる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
第１の弾性部２４ａは、固定板部２３の延長線上に延び、第２の弾性部２４ｂは、第１の弾性部２４ａに対して鋭角に延びている、ことが好ましい。この場合、固定板部２３と第１の弾性部２４ａとの間には第１の支点部２５ａが形成され、第１の支点部２５ａは、弾性部材２１の弾性部材固定部２２に保持されている領域と弾性部材固定部２２に保持されていない領域との境界部として規定され、第１の弾性部２４ａは、第１の支点部２５ａを支点として固定板部２３に対して弾性変形可能である、ことが好ましい。
このように構成することで、弾性変形板部２４の弾性を確保することができる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
弾性部材固定部２２は、本体部９から突出する突出部２６と、突出部２６に設けられた規制部２７と、有し、規制部２７は、突出部２６との間に固定板部２３が挿入される隙間Ｇを形成するとともに、固定板部２３の隙間Ｇへの挿入方向Ｘと交差する方向（Ｙ方向および軸線Ｌ方向）への移動を規制する、ことが好ましい。
このように構成することで、弾性部材２１の位置がずれることを抑制できる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
弾性部材固定部２２は、突出部２６に設けられた係止部２６ｂを有し、係止部２６ｂは、隙間Ｇに挿入された固定板部２３と係合して固定板部２３の隙間Ｇへの挿入方向と反対方向への移動を規制する、ことが好ましい。
このように構成することで、弾性部材２１の位置がずれることを抑制することができる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
弾性部材固定部２２は、本体部９から突出する突出部２６を有し、突出部２６には、弾性変形板部２４との干渉を回避する逃げ部２６ｃが形成されている、ことが好ましい。この場合、逃げ部２６ｃは、突出部２６に形成された段差部２６ｃであり、段差部２６ｃは、突出部２６の第２の弾性部２４ｂに対向する角部に形成され、第２の弾性部２４ｂの幅よりも広い幅を有している、ことが好ましい。
このように構成することで、弾性変形板部２４の可動範囲を広げることができる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
弾性部材固定部２２は、本体部９から突出する突出部２６と、突出部２６と本体部９とを接続する補強リブ２６ａと、を有し、補強リブ２６ａは、突出部２６の固定支持部３０に対向する側で固定支持部３０に向かって延びる板状に形成されている、ことが好ましい。
このように構成することで、弾性部材固定部２２の強度を向上させることができる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
固定支持部３０は、本体部９よりも剛性の高い材料で形成され、本体部９に部分的に埋め込まれて固定されている、ことが好ましい。
このように構成することで、反射器１３０を支持する支持部１０の強度を向上できる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
固定支持部３０は、可動部材６の移動方向において反射器１３０に対向する位置で反射器１３０を支持している、ことが好ましい。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
固定支持部３０は、可動部材６の移動方向と交差する方向に延びる支持本体部３１と、支持本体部３１の端部から可動部材６の移動方向に延びる延在部３２，３３と、を有し、延在部３２，３３は、少なくとも上面３２ａ，３３ａの一部が本体部９で覆われている、ことが好ましい。
このように構成することで、固定支持部３０の本体部９からの抜け強度が向上する。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００は、
駆動部３によって回転駆動されるリードスクリュー４を有し、可動部材６は、駆動部３の駆動力を本体部９に伝達する駆動力伝達部と、本体部９とは別体に設けられた予圧付与部と、を備え、駆動力伝達部は、リードスクリュー４に螺合する第１のねじ部を備え、リードスクリュー４の回転に伴って本体部９をリードスクリュー４の軸線方向に移動させ、予圧付与部は、リードスクリュー４に螺合する第２のねじ部を備え、第１のねじ部と第２のねじ部との間に予圧を付与する、ことが好ましい。
このように構成することで、リードスクリュー４と各ねじ部とのクリアランス（バックラッシュ）を吸収して、可動部材６の移動方向（リードスクリュー４の軸線方向）へのガタツキを抑制することができる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
駆動力伝達部は、第１のねじ部を備え、本体部９とは別体に設けられた第１のナット部材４１を有し、予圧付与部は、第２のねじ部を備えた第２のナット部材４３と、第１のナット部材４１と第２のナット部材４３との間に設けられた付勢部材と、を有し、本体部９には、第１のナット部材４１と第２のナット部材４３が配置されるナット配置部１１が形成され、第１のナット部材４１と第２のナット部材４３は、本体部９に対する回転が規制された状態でナット配置部１１に配置されている、ことが好ましい。この場合、ナット配置部１１には、駆動部３の駆動力を第１のナット部材４１から受ける駆動力受け部１２ａ，１２ｂが形成され、第１のナット部材４１は、駆動受け部１２ａ，１２ｂを介して付勢部材から予圧を付与されている、ことが好ましい。
このように構成することで、第１のナット部材４１と第２のナット部材４３のどちらも本体部９内に配置することができ、装置の省スペース化を図ることができる。

また、本開示のヘッドアップディスプレイ装置１０００の
付勢部材はコイルばね４２であり、リードスクリュー４は、コイルばね４２の内部を貫通しており、付勢部材は、駆動力受け部１２ａ，１２ｂと第２のナット部材４３との間に配置されている、ことが好ましい。

本開示のヘッドアップディスプレイ装置は、車両の風防ガラスに車両情報を虚像で表示する表示装置に適している。

１０００ ヘッドアップディスプレイ装置、 １０３ 風防ガラス（投影部材）、 １１０ 液晶表示器、 １３０ 第２の反射器、
Ｌ 表示光、 Ｖ 虚像、
１ 駆動装置、 ２ フレーム、 ２ａ フレーム本体、 ２ｂ，２ｃ 支持部
３ 駆動部、 ４ リードスクリュー、 ５ ガイドシャフト、 ６ 可動部材
８ ガイド孔、 ９ 本体部、 １０ 支持部、 １１ ナット配置部、
１１ａ 内面、 １２ａ，１２ｂ 対向リブ、 ２０ 弾性支持部、 ２１ 弾性部材
２２ 弾性部材固定部、 ２３ 固定板部、 ２４ 弾性変形板部
２４ａ 第１の弾性部、 ２４ｂ 第２の弾性部、 ２５ａ 第１の支点部
２５ｃ 突出片当接部、 ２６ 突出部、 ２６ａ 補強リブ
２６ｂ 第２の係止部、 ２６ｃ 段差部、 ２７ 規制部、 ３０ 固定支持部
３１ 支持本体部、 ３１ｃ 切り欠き部、 ３２，３３ 延在部
３２ａ，３３ａ （延在部の）上面、 ３４，３５ アーム部
４０ ナットユニット、 ４１ 第１のナット部材、 ４１ａ フランジ部
４２ｂ 筒部、 ４２ コイルばね、 ４３ 第２のナット部材
４３ａ フランジ部、 ４３ｂ 筒部、 １３２ａ （ミラーホルダの）突出片
Ｇ 隙間

Claims (5)

1. 表示光を出力する表示器と、前記表示光を反射させる反射器と、を有し、前記反射器によって反射された前記表示光を投影部材に投影して虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置において、
   前記反射器を回動動作させる駆動装置を備え、
   前記駆動装置は、駆動部と、前記駆動部の駆動力によって移動する可動部材と、前記可動部材の原点位置を検出する原点位置検出スイッチと、を有し、
   前記可動部材は、本体部と、前記反射器を支持する支持部と、を備え、
   前記支持部は、前記反射器を付勢する弾性支持部と、前記可動部材の移動方向において前記弾性支持部に対向し、前記原点位置検出スイッチ側に設けられ、前記弾性支持部によって付勢された前記反射器を支持する固定支持部と、を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
2. 前記弾性支持部は、前記反射器に当接して該反射器を前記固定支持部に向けて付勢する弾性部材と、前記弾性部材を保持する弾性部材固定部と、を有し、
   前記弾性部材固定部は、前記本体部に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 前記弾性部材は、板ばねであることを特徴とする、請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 前記弾性部材は、前記弾性部材固定部に取り付けられた固定板部と、前記固定板部の端部から延び、弾性変形可能な弾性変形板部と、を有し、
   前記弾性変形板部は、前記固定板部の端部から延びる第１の弾性部と、前記第１の弾性部の端部から延びる第２の弾性部と、を有し、
   前記第２の弾性部には、前記反射器に当接する当接部が形成されていることを特徴とする、請求項３に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
5. 前記当接部は、前記第２の弾性部の先端部が前記反射器と反対側を向くように前記第２の弾性部を折り曲げた折り曲げ部であることを特徴とする、請求項４に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
   
   

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