(57)【要約】【課題】コストを抑えつつも、板部材を適切な位置に保持することで所定の処理を高精度に行える治具を提供する。【解決手段】所定の処理の間、部材係合部を備えた板部材を保持する治具は、前記部材係合部を把持する治具係合部と、前記治具係合部を前記部材係合部に接近させてゆくときに、前記板部材に当接する係止部と、前記治具係合部が前記部材係合部を把持した後に、前記板部材を前記係止部材に向かって付勢する付勢部材とを有する。【選択図】図５
2018086608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の処理の間、部材係合部を備えた板部材を保持する治具であって、
前記部材係合部を把持する治具係合部と、
前記治具係合部を前記部材係合部に接近させてゆくときに、前記板部材に当接する係止部と、
前記治具係合部が前記部材係合部を把持した後に、前記板部材を前記係止部材に向かって付勢する付勢部材とを有する治具。
【請求項２】
前記付勢部材はバネである請求項1に記載の治具。
【請求項３】
前記付勢部材は重りである請求項1に記載の治具。
【請求項４】
前記所定の処理とは、前記治具により保持した前記板部材の光学面を処理液に浸漬することであり、前記付勢部材は前記処理液に浮かんだフロートである請求項1〜３のいずれかに記載の治具。
【請求項５】
前記治具は、複数の板部材を同時に把持する請求項１〜４のいずれかに記載の治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車での使用を主たる用途とするヘッドアップディスプレイ装置、より詳細には、半透明の表示部材（コンバイナ）を介して、コンバイナを透過する光により視認される車両前方風景と、コンバイナを反射する光により提供される画像や情報をドライバー（観察者）の視野において重ねて視認させることが可能なヘッドアップディスプレイ装置に用いると好適な表示部材を保持する治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の運転中、車両内で計器類の速度などの情報を直接、フロントガラス等に虚像として映し出すことができれば、視野を変化させることなく運転でき、事故防止につながる。そこで、人間の視野に直接情報を映し出す手段として、ヘッドアップディスプレイ装置が開発された。かかるヘッドアップディスプレイ装置においては、通常、小型の液晶プロジェクターなどの投影機から出射された光が、ハーフミラー材を含んだ透明基材からなるコンバイナ(表示部材)や、フロントガラスにおいて透過および反射されるようになっている。従ってドライバー（観察者）は、コンバイナ等に表示された情報を取得するとともに、コンバイナ等を透かして外の風景などの外部情報を同時に取得することができる。
【０００３】
ところで、傷つき防止のためコンバイナにある程度の硬さを持たせるようにすべく、その表面に形成される層にハードコート層を設けることがある。ハードコート層は、一般的にはコンバイナの素材を処理液に浸漬したのち、乾燥、硬化させることで形成できる。かかる場合、射出成形されたコンバイナの素材を、どのようにして処理液に浸漬するかという課題がある。
【０００４】
例えばコンバイナをディップ処理する場合、一般的にはコンバイナの一部を治具により保持して処理液に浸漬する工程が実行されるが、所定の位置まで正確に浸漬したいという要求がある。一方で、ディップ用の処理液については異物混入等を極力排除したいため、コンバイナを保持する治具を全て処理液に浸すことは避けたいという実情がある。
【０００５】
これに対し特許文献１には、試料や部品を把持するクリップを、塗工液面に対して上下に移動させる機構が開示されている。かかる技術を応用することで、コンバイナをクリップで把持し、かかるクリップの位置をステッピングモータなどを用いて精度良く制御することで、クリップを処理液につけることなく、コンバイナの所定の位置まで正確に処理液に浸漬することができるとも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−３１２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、コンバイナをクリップで挟んだ場合でも、振動等によりコンバイナがずり落ちる恐れがある。又、クリップによるコンバイナの把持位置は常に一定ではなく、コンバイナの保管姿勢によってばらつくことがある。このような現象が生じることで、クリップによりコンバイナを適切な位置で保持できないと、例えクリップ側を高精度に駆動したとしても、コンバイナの所定の位置まで正確に処理液に浸漬できない恐れがある。かかる不具合は、複数のコンバイナを同時に把持して処理液に浸漬する場合に特に問題となる。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、コストを抑えつつも、板部材を適切な位置に保持することで所定の処理を高精度に行える治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の治具は、
所定の処理の間、部材係合部を備えた板部材を保持する治具であって、
前記部材係合部を把持する治具係合部と、
前記治具係合部を前記部材係合部に接近させてゆくときに、前記板部材に当接する係止部と、
前記治具係合部が前記部材係合部を把持した後に、前記板部材を前記係止部材に向かって付勢する付勢部材とを有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストを抑えつつも、板部材を適切な位置に保持することで所定の処理を高精度に行える治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。
【図２】描画ユニット１００の構成を示す図である。
【図３】（ａ）は、本実施の形態にかかるコンバイナ２００の正面(反ドライバー側)を示す図であり、(ｂ)は、コンバイナ２００の上面図である。
【図４】治具３００をコンバイナ２００とともに示す図である。
【図５】治具３００の一部を拡大して示す図である。
【図６】治具３００によりコンバイナ２００を同時に把持する状態を示す図である。
【図７】治具３００によりコンバイナ２００を同時に把持して上昇させた状態を示す図である。
【図８】治具３００により保持したコンバイナ２００を浸漬する状態を示す図である。
【図９】第２の実施の形態である治具３００Ａにより、コンバイナ２００を把持した状態を示す図である。
【図１０】治具３００Ａを正面側から見た斜視図である。
【図１１】治具３００Ａを背面側から見た斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態である治具３００Ｂにより、コンバイナ２００を把持した状態を示す図である。
【図１３】治具３００Ｂを正面側から見た斜視図である。
【図１４】治具３００Ｂを背面側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかるヘッドアップディスプレイ装置を、車体ＶＨに搭載した状態を示す図である。車体ＶＨのダッシュボードＤＢ内には描画ユニット１００が配置されており、ダッシュボードＤＢ上に固定配置された板部材としてのコンバイナ２００に表示光を投影するようになっている。かかる表示光は反射又は回折により観察者であるドライバーＤＲの瞳に導かれ、虚像（表示像）を表示するようになっている。一方、ドライバーＤＲは虚像に重ねて、フロントウインドウＷＳ及びコンバイナ２００を透過した風景等の実像を観察することができる。コンバイナ２００は、折りたたみ式もしくは上下スライド収納式でダッシュボードＤＢ内に収納可能となっていても良い。描画ユニット１００とコンバイナ２００とで、ヘッドアップディスプレイ装置を構成する。
【００１３】
図２は、描画ユニット１００の概略構成を示す図である。描画ユニット１００は、液晶表示パネル１１１を備えた描画デバイス１１０と、凹面鏡１２０と、ハウジング１３０とから主に構成されている。描画デバイスの構成は、例えば特開２０１２−２０３１７６号公報に詳細が記載されている。
【００１４】
液晶表示パネル１１１は、透明電極膜が形成された一対の透光性基板に液晶層を封入した液晶セルの前後両面に偏光板を貼着してなるものであり、描画デバイス１１０内の不図示の光源から液晶表示パネル１１１面へ導かれた光線は、液晶表示パネル１１１を透過して表示光Ｌとなり、投射光学系を構成する凹面鏡（又は平面ミラー）１２０に照射され、ここで反射した後コンバイナ２００に向かうようになっている。コンバイナ２００は、厚さ３〜５ｍｍ(１０ｍｍ以下であると好ましい)の板状に形成された板材となっている。コンバイナ２００の投影面（ドライバー側）は、虚像を形成するために曲率半径が１００ｍｍ以上の凹状のトーリック面(自由曲面又は球面でも良い)であり、裏面（車両前方側）はそれに類似した球面又は非球面である。
【００１５】
（第１の実施の形態）
図３(ａ)は、コンバイナ２００の正面(反ドライバー側)を示す図であり、図３(ｂ)は、コンバイナ２００の上面図である。コンバイナ２００は、例えばポリカーボネート、ＣＯＰ、アクリルなどの透明な樹脂を射出成形(型内圧センサの利用も可)により成形することによって一体的に成形され、投影部２０１と、投影部２０１の一端に形成された平板状の部材係合部２０２とを有する。投影部２０１の投影面（一方の光学面）２０１ａは、虚像を形成するために好適な凹状のトーリック面(自由曲面又は球面でも良い)であり、裏面（他方の光学面）２０１ｃはそれに類似した凸状の球面又は非球面である。投影部２０１の板厚は一定であると好ましいが、中心から離れるにしたがって厚みが増大又は減少するように構成しても良い。
【００１６】
投影部２０１の面は、公知のハーフミラー膜を蒸着することで、透過率７０％以上、８０％以下のハーフミラー機能を有すると好ましい。又、コンバイナ２００の表面全体にハードコートを形成することで、傷などがつきにくくなる。尚、コンバイナ２００に付与するハードコートの屈折率は、コンバイナ２００の屈折率と略等しくすることが望ましい。ハードコートは、ディッピング法、スプレー法、フロー法、スピン法等を用いて塗工するが、後述する例ではディッピング法を用いる。ハードコートの膜厚は０．５μ〜２０μｍの範囲で塗布し、好ましくは１〜１０μｍである。
【００１７】
投影部２０１の端面(エッジ)として、車体ＶＨに取り付けたときに上方になる上端面２０１ｂと、側端面２０１ｅなどが形成されている。投影面２０１ａは、曲率半径が１００ｍｍ以上、好ましくは２００ｍｍ以上、８００ｍｍ以下の球面又は非球面であると好ましい。
【００１８】
更に、部材係合部２０２の両側における投影部２０１の端面は、一列に並んだ係止端面２０１ｆ、２０１ｆとなっている。部材係合部２０２を不図示のブラケットや接着剤などにより車体ＶＨの一部に固定させことで、コンバイナ２００を車体ＶＨに取り付けることができる(図２参照)。ただし車体ＶＨへのコンバイナ２００の固定はこれに限定しない。
【００１９】
図４は、治具３００をコンバイナ２００とともに示す図である。図５は、治具３００の一部を拡大して示す図である。治具３００は、一列に並んだ３つの矩形開口３０１ａを備えた基板３０１を有する。尚、特に示さない限り、上下方向とは重力加速度方向をいうものとする。
【００２０】
図５において、各矩形開口３０１ａ内には、上下方向に延在する一対の軸３０１ｂ、３０１ｂが植設されている。矩形開口３０１ａ内に矩形板状のスライダ３０２が配置されており、その長手方向に貫通して設けた開口３０２ａ、３０２ａを軸３０１ｂ、３０１ｂに係合させることで、スライダ３０２は軸３０１ｂ、３０１ｂに沿ってスライド可能となっている。スライダ３０２の下方において、軸３０１ｂ、３０１ｂの周囲にコイルバネ(付勢部材)３０３，３０３が設けられ、矩形開口３０１ａの下端に対してスライダ３０２を上方に付勢している。
【００２１】
把持部３０４は、いわゆる洗濯ばさみ状であって、一対のアーム３０４ａ、３０４ｂと、両者間に配置された不図示の巻きバネとを有する。治具係合部を構成するアーム３０４ａ、３０４ｂは、その中間で枢動可能に連結されており、不図示の巻きバネはアーム３０４ａ、３０４ｂの下端が閉じる方向に付勢している。アーム３０４ｂの上端３０４ｅが、スライダ３０２の中央に連結されている。アーム３０４ｂの下端には把持面３０４ｄが設けられており、３０４ｄに対向するようにアーム３０４ａの下端の把持面３０４ｃが設けられている。
【００２２】
矩形開口３０１ａの下方において、基板３０１から垂直に延在する一対の軸部材(係止部)３０５，３０５が植設されている。軸部材３０５，３０５は、水平な軸線を持つ円筒の下部を面で削いだごとき形状を有しており、コンバイナ２００の部材係合部２０２の水平方向長さより大きな距離で互いに離間している。尚、把持部３０４は軸部材３０５，３０５の中央に設けられていると好ましい。
【００２３】
基板３０１とは独立して、不図示のステージにより移動可能となっている駆動部材３０６が設けられている。駆動部材３０６は、細長い角柱状をしており、その下面には垂直に立ち上がるスリット３０６ａが形成されている。スリット３０６ａの幅は、把持部３０４のアーム３０４ａの上端３０４ｆに係合可能な寸法を有する。
【００２４】
次に、所定の処理であるコンバイナ２００の表面処理方法について、図面を参照して説明する。図６は、治具３００によりコンバイナ２００を同時に把持する状態を示す図である。図７は、治具３００によりコンバイナ２００を同時に把持して上昇させた状態を示す図である。図８は、治具３００により保持したコンバイナ２００を浸漬する状態を示す図である。図示していないが、処理前のコンバイナ２００は保管部に立てた状態で保管されているものとする。
【００２５】
例えば予め入力された３次元座標に従って移動する不図示のステージを用いて、図４に示すように、基板３０１を処理前のコンバイナ２００の上方に位置させると共に、駆動部材３０６をアーム３０４ａの上方から単独で下降させ、図５に点線で示すように、スリット３０６ａをアーム３０４ａの上端３０４ｆに係合させる。更に、駆動部材３０６を単独で下降させると、アーム３０４ａが押されることで、スライダ３０２がコイルバネ３０３，３０３の付勢力に抗して矩形開口３０１ａ内を下方へと移動する。その後、駆動部材３０６を基板３０１側に接近させる。すると、アーム３０４ａ，３０４ｂとが相対回動して、その下端が開き、把持面３０４ｃ、３０４ｄが離間することとなる。
【００２６】
その状態を維持しつつ，図６に示すように、基板３０１と駆動部材３０６とを一体的に下降させると、軸部材３０５，３０５が、コンバイナ２００の係止端面２０１ｆ、２０１ｆに当接するので、ここで基板３０１と駆動部材３０６の下降を停止させる。その後、駆動部材３０６を基板３０１から離間する方向に移動させると、アーム３０４ａ，３０４ｂとが相対回動して、その下端が閉じる。この時点で駆動部材３０６は不要となるので、図７に示すように単独で上昇させる。基板３０１に配置された複数の把持部３０４を同時に駆動させる駆動方法はこれに限定しない。
【００２７】
このとき不図示の巻きバネの付勢力により、把持面３０４ｃ、３０４ｄが接近することで部材係合部２０２の両面を挟持する。これにより部材係合部２０２は把持部３０４により把持される。又、スライダ３０２がコイルバネ３０３，３０３の付勢力で上方に付勢されるから、アーム３０４ｂも上方へと付勢されるので、それにより軸部材３０５，３０５が係止端面２０１ｆ、２０１ｆに当接した状態が維持される。すなわちコイルバネ３０３，３０３が、コンバイナ２００を軸部材３０５，３０５に向かって付勢することとなる。このとき、スライダ３０２は矩形開口３０１ａの上端に当接していないので、コイルバネ３０３，３０３の付勢力が有効となる。又、把持面３０４ｃ、３０４ｄと部材係合部２０２の両面との間に摩擦力が発生するので、そのまま基板３０１を上昇させると、アーム３０４ａ、３０４ｂにより部材係合部２０２が把持された状態で、コンバイナ２００も上昇することとなる。
【００２８】
その後、図８に示すように、基板３０１をハードコート処理液ＨＰＬが貯留された液槽ＶＬ上へと移動した後に、ハードコート処理液面が規定位置にくるまで下降させる。投影部２０１をハードコート処理液ＨＰＬに浸漬した後、基板３０１を上昇させ、コンバイナ２００を液槽ＶＬから引き上げて、その後の工程へと駆動部材３０６及び基板３０１と共にコンバイナ２００を搬送し、ここで駆動部材３０６を上述と同様に駆動することにより、治具３００がコンバイナ２００を解放した後に、再び保管部へと移動するようになっている。
【００２９】
本実施の形態によれば、保管時のコンバイナ２００の姿勢にかかわらず、スライダ３０２がコイルバネ３０３，３０３の付勢力で上方に付勢されるから、アーム３０４ｂも上方へと付勢されるので、それにより軸部材３０５，３０５が係止端面２０１ｆ、２０１ｆに当接した状態が維持されるため、治具３００により精度良く複数のコンバイナ２００を保持することが出来る。又、把持部３０４でコンバイナ２００を把持している間に、振動等に起因して、把持している部材係合部２０２の位置がずれてきても、把持部３０４から部材係合部２０２に付勢力が伝達され続けるため、軸部材３０５，３０５が係止端面２０１ｆ、２０１ｆに当接した状態が維持される。よって、液槽ＶＬ内のハードコート処理液ＨＰＬの液面に対して、コンバイナ２００を所定の位置まで浸漬することができ、これにより製品品質を向上させることができる。またコンバイナ２００に対する治具３００の把持位置を一定することで、コンバイナ２００をハードコート処理液に浸漬する際に、治具３００を極力ハードコート処理液に浸さないようにできるから、ハードコート処理液ＨＰＬの汚染等を回避できる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
図９は、第２の実施の形態である治具３００Ａにより、コンバイナ２００を把持した状態を示す図である。図１０は、治具３００Ａを正面側から見た斜視図であり、図１１は、治具３００Ａを背面側から見た斜視図である。本実施の形態においては、矩形開口３０１ａ内にコイルバネは設けられていない。
【００３１】
図において、各矩形開口３０１ａの上方には、水平軸３０７により回転自在に保持されたプーリ３０８が設けられている。プーリ３０８に掛けられたベルト３０９の一端は、基板３０１の正面側でスライダ３０２に連結されており、その他端は基板３０１の背面側で重り(付勢部材)３１０に連結されている。重り３１０の自重により、スライダ３０２は矩形開口３０１ａ内で常に上方に付勢されている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
【００３２】
本実施の形態においても、アーム３０４ａ、３０４ｂの下端を開いた状態で、駆動部材３０６(図５参照)を単独で下降させると、アーム３０４ａが押されることで、スライダ３０２が重り３１０の自重に抗して矩形開口３０１ａ内を下方へと移動する。その後、駆動部材３０６を基板３０１から離間する方向に移動させると、アーム３０４ａ，３０４ｂとが相対回動して、その下端が閉じる。更に駆動部材３０６を単独で上昇させると、不図示の巻きバネの付勢力により、部材係合部２０２が把持部３０４により把持される。このとき、スライダ３０２が重り３１０の自重で上方に付勢されるから、アーム３０４ｂも上方へと付勢されるので、それにより軸部材３０５，３０５が係止端面２０１ｆ、２０１ｆに当接した状態が維持される。
【００３３】
（第３の実施の形態）
図１２は、第３の実施の形態である治具３００Ｂにより、コンバイナ２００を把持した状態を示す図である。図１３は、治具３００Ｂを正面側から見た斜視図であり、図１４は、治具３００Ｂを背面側から見た斜視図である。本実施の形態においても、矩形開口３０１ａ内にコイルバネは設けられていない。
【００３４】
図において、各矩形開口３０１ａの下方には切欠３０１ｇが設けられており、ここにフロート(付勢部材)３１１が配置されている。フロート３１１の上端はスライダ３０２の下端に連結されている。フロート３１１の表面には、処理液を汚染しないための防汚処理がなされていると好ましい。スライダ３０２は、自由状態では自重により矩形開口３０１ａの下端に当接している。それ以外の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００３５】
本実施の形態においては、把持部３０４で治具係合部２０２を把持してつり上げた状態では、コンバイナ２００の係止端面２０１ｆ、２０１ｆが軸部材３０５，３０５より離間している。この状態から、基板３０１と共にコンバイナ２００を液槽ＶＬに向かって下降させ、処理液ＨＰＬ内にコンバイナ２００を浸漬すると共にフロート３１１を浸すと、フロート３１１の浮力によりスライダ３０２が上方に付勢される。これにより、係止端面２０１ｆ、２０１ｆが軸部材３０５，３０５に当接することとなるので、軸部材３０５，３０５の設置位置と、処理液ＨＰＬの液面高さを管理することで、投影部２０１の所定の位置まで正確に浸漬することができる。
【００３６】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、本発明の板部材を用いたヘッドアップディスプレイ装置は、自動車に限らず、飛行機や重機にも用いることが出来る。処理液とはハードコート処理液に限られず、防汚コート、反射防止コートなど種々の層を形成する為の処理液を含む。治具は、単一のコンバイナを保持するものであっても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１００            描画ユニット
１１０            描画デバイス
１１１            液晶表示パネル
１２０            凹面鏡
１３０            ハウジング
２００            コンバイナ
２０１            投影部
２０１ａ          投影面
２０１ｂ          上端面
２０１ｅ          側端面
２０１ｆ          係止端面
２０２            部材係合部
３００、３００Ａ、３００Ｂ治具
３０１            基板
３０１ａ          矩形開口
３０１ｂ          軸
３０１ｇ          切欠
３０２            スライダ
３０２ａ          開口
３０３            コイルバネ
３０４            把持部
３０４ａ，３０４ｂ    アーム
３０４ｃ、３０４ｄ    把持面
３０４ｅ          アーム３０２ｂの上端
３０４ｆ          アーム３０２ａの上端
３０５            軸部材
３０６            駆動部材
３０６ａ          スリット
３０７            水平軸
３０８            プーリ
３０９            ベルト
３１０            重り
３１１            フロート
ＤＢ            ダッシュボード
ＤＲ            ドライバー
ＨＰＬ            処理液
Ｌ            表示光
ＶＨ            車体
ＶＬ            液槽
ＷＳ            フロントウインドウ
【図１】
2018086608.tif 000003
【図２】
2018086608.tif 000004
【図３】
2018086608.tif 000005
【図４】
2018086608.tif 000006
【図５】
2018086608.tif 000007
【図６】
2018086608.tif 000008
【図７】
2018086608.tif 000009
【図８】
2018086608.tif 000010
【図９】
2018086608.tif 000011
【図１０】
2018086608.tif 000012
【図１１】
2018086608.tif 000013
【図１２】
2018086608.tif 000014
【図１３】
2018086608.tif 000015
【図１４】
2018086608.tif 000016