(57)【要約】【課題】  異音発生の虞を低減した駆動ユニットを提供する。【解決手段】  本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａは、回転軸４ａを中心に回動可能な凹面鏡ユニット４を有する。凹面鏡ユニット４の駆動ユニット４１は、モータ４１０と、モータの動力を伝える歯車４１１と、モータ４１０と歯車４１１を支持する支持体４１２を備え、支持体４１２は歯車４１１の出力ギア４１１ｃのギア回転軸部４１２１の周囲に空隙部４１２３を形成して軽量化すると共に、梁部４１２４によって剛性を高めた。これにより、モータ４１０の駆動における固有の振動周期と、支持体４１２の固有の振動周期と、が共振して異音を発生する虞が低減した。【選択図】  図３
2016008674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、モータの動力を伝えるギアと、前記モータと前記ギアを支持する支持体と、を備えた駆動ユニットであって、
前記支持体は、前記モータまたは前記ギアの回転軸の周囲に空隙部を有する
ことを特徴とする駆動ユニット。
【請求項２】
前記支持体は、前記空隙部と同一面に梁部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項３】
前記モータの固有の振動周波数と、前記支持体の固有の振動周波数と、を異ならせた
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動ユニット。
【請求項４】
ヘッドアップディスプレイ装置の反射鏡を回動させる駆動ユニットである
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異音発生の虞を低減した駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示される車両のフロントガラスに表示器からの表示光を投射することで、表示光を表す像の虚像を表示するヘッドアップディスプレイ装置がある。この装置は、表示器からの表示光が凹面鏡で反射されてフロントガラスに向かうように構成されており、凹面鏡をステッピングモータを備えた駆動ユニットで回転移動させることで虚像の表示位置が調整可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６４４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、凹面鏡を回転移動させる駆動ユニットを動作させたときに、モータ回動の固有振動数とモータを支持する支持体の固有振動数とが共振して、駆動ユニットまたは駆動ユニットに接続されたユニットが大きく振動して異音を発生する場合があり、駆動ユニットが搭載されたヘッドアップディスプレイ装置の商品性を損なう虞があった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、異音発生の虞を低減した駆動ユニット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】
【０００６】
本発明に係る駆動ユニットは、モータと、モータの動力を伝えるギアと、前記モータと前記ギアを支持する支持体と、を備えた駆動ユニットであって、前記支持体は、前記モータまたは前記ギアの回転軸の周囲に空隙部を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、異音発生の虞を低減した駆動ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る駆動ユニットが搭載された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】同実施形態に係る駆動ユニットが搭載されたヘッドアップディスプレイ装置の上ケースを外した状態における斜視図である。
【図３】同実施形態に係る駆動ユニットの上面図，裏面図，側面図である。同図において、（ａ）は上面図を示し、（ｂ）は裏面図を示し、（ｃ）はモータを外した状態における側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。
【００１０】
本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置Ａは、光源ユニット１と、制御基板２と、平面鏡３と、凹面鏡ユニット４と、ケース体５と、を備え、光源ユニット１が照射した表示光Ｌを平面鏡３と凹面鏡ユニット４とに反射させてケース体５の開口部５１ａからケース体５外に投射する表示装置である。
このヘッドアップディスプレイ装置Ａは、車両に搭載され、車両の運転席側のフロントガラスに表示光Ｌを投射することで、フロントガラス前方に虚像を映し出す。例えば、車両の走行速度などを含む計器画像を表示光Ｌとしてフロントガラスに投射することで、運転者は運転時に視線を前方に向けたままフロントガラス越しに車外風景と重ねて車両情報を確認することができる。
また、ヘッドアップディスプレイ装置Ａは、凹面鏡ユニット４が回転軸４ａを中心に回動可能となっており、凹面鏡ユニット４を回転させて平面鏡３からケース体５の開口部５１ａへ表示光Ｌを反射させる角度を調節可能に構成される。これにより、フロントガラスの上下方向における虚像の結像位置を調整して、運転者のアイポイントの高さに虚像の位置を合わせることができる。
【００１１】
次に、ヘッドアップディスプレイ装置Ａの各構成物について説明する。
【００１２】
光源ユニット１は、バックライト基板１０と、放熱器１１と、液晶パネル１２と、を備える。
【００１３】
バックライト基板１０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）と各種配線が実装形成された回路基板からなり、制御基板２の制御に応じた輝度で液晶パネル１２を背面から照明する。また、バックライト基板１０は、ＬＥＤが実装された面を表面としたときの背面側を熱伝導性の高いアルミニウムや銅などの金属からなる放熱器１１と密着させて、ＬＥＤが発する熱を放熱器１１を介してケース体５外部へ放熱する。
【００１４】
液晶パネル１２は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネルからなり、制御基板２の制御によって複数の各画素を透過／不透過状態に切り替える。つまり、液晶パネル１２は、透過状態の画素でバックライト基板１０からの光を透過させることにより、所定の画像を表示光Ｌとして出射する。
【００１５】
制御基板２は、光源ユニット１を制御するためのＣＰＵや、ＧＤＣ（Graphics Display Controller）と、各種配線が実装形成された回路基板からなり、車両の走行速度やエンジン回転数などの車両に関する情報を、計器画像として液晶パネル１０に表示させると共に、バックライト基板１０の照明輝度を制御する。
【００１６】
また、制御基板１２には、後述する凹面鏡ユニット４の回動を制御するための駆動回路が実装されており、凹面鏡ユニット４を回転軸４ａを中心に任意の角度に位置するように制御する。
【００１７】
平面鏡３は、液晶パネル１１からの表示光Ｌを凹面鏡ユニット４へと反射させる。
【００１８】
凹面鏡ユニット４は、凹面鏡４０と、駆動ユニット４１と、回転支持体４２と、を備え、平面鏡３が反射した表示光Ｌを後述するケース体５の開口部５１ａへと反射させる。
また、凹面鏡ユニット４の凹面鏡４０は、回転支持体４２に支持されると共に回転支持体４２と駆動ユニット４１が噛み合うことで、凹面鏡ユニット４は駆動ユニット４１の動力によって回転軸４ａを軸に回動可能となっている。
【００１９】
ケース体５は、下ケース５０と上ケース５１とからなる樹脂製の筐体であり、光源ユニット１と、放熱器２と、平面鏡３と、凹面鏡ユニット４と、を収容支持する。また、上ケース５１にはアクリル等の透光性樹脂製のカバーからなる開口部５１ａが設けられており、凹面鏡ユニット４で反射した表示光Ｌは、開口部５１ａを透過して、フロントガラスへと向かう。
【００２０】
次に、本発明の特徴となる駆動ユニット４１の構成について説明する。
【００２１】
駆動ユニット４１は、モータ４１０と、モータ４１０の動力を回転支持体４２へと伝える歯車４１１と、モータ４１０と歯車４１１を支持する支持体４１２と、からなる。
【００２２】
モータ４１０は、例えばＰＭ型（Permanent Magnet typa）ステッピングモータで構成され、制御基板２の制御の下、１−２層励磁駆動方式で駆動される。
【００２３】
歯車４１１は、モータの回転に合わせて回転するウォーム４１１ａとウォーム４１１ａと噛み合って回転するウォームホイール４１１ｂからなるウォームギアと、ウォームホイール４１１ｂに固定されて回転する出力ギア４１２ｃからなるモータの回転動力を適切な減速比で回転支持体４２へと伝える歯車である。
【００２４】
支持体４１２は、モータ４１０と歯車４１１を支持する樹脂製筐体であり、自身を下ケース５０に取り付けるための取り付けステイ４１２０と、ウォームホイール４１１ｂと出力ギア４１２ｃの回転軸部４１２１と、モータ４１０の軸を受けるモータ回転軸受部４１２２と、を備える。
【００２５】
また、支持体４１２は、ギア回転軸受部４１２１の周囲に空隙部４１２２を形成すると共に、空隙部４１２２間に厚みを持たせて剛性を高める梁部４１２３を形成する。また、空隙部４１２２は、モータ回転軸受部４１２２の周囲に形成してもよい。
【００２６】
このように構成することで、モータ４１０が回動したときの振動周波数と、モータ４１０や歯車４１１を支持している支持体４１２が持つ固有の振動周波数と、が共振しにくくなり、異音を発生する虞を低減することができる。
【００２７】
一般的に、物体の基本振動数は、物体の質量と物体の剛性によって定まり、質量が大きく剛性が低いほど固有の振動周期は長くなり、翻って、質量が小さく剛性が高いほど固有の振動周期は短くなることが知られている。
【００２８】
本実施形態の構成のように、ヘッドアップディスプレイ装置Ａの凹面鏡ユニット４を回動させる駆動ユニット４１においては、凹面鏡ユニット４は角度調整のために比較的ゆっくりと動かす用途に使われるため、駆動ユニット４１のモータ４１０の回転時における歯車４１１の噛みあわせによって生じる振動の周期は長くなる。
また、モータ４１０の駆動制御においても、例えば、車両用指針式計器のように高周波なマイクロステッピング駆動方式で滑らかに回動制御する必要がなく、１―２層励磁駆動方式のようにマイクロステッピング駆動に比べて周期の長いパルスで高いトルクを出すことに主眼を置いた駆動が選定されるため、モータ４１０の駆動における振動周期も比較的長くなる。
【００２９】
上述した要因によって、ヘッドアップディスプレイ装置の反射鏡の回動の駆動源として駆動ユニット４１を利用するにあたっては、駆動ユニット４１の支持体４１２が共振によって振動しないようにするために、振動周期を長くなる方向に調整することが好ましく、支持体４１２の質量を小さくする、あるいは、剛性を高くすることで、支持体４１２の固有の振動周期がモータ４１０の固有の振動周期と共振する振動周期帯から外れやすくなり、互いに共振する虞が少なくすることができる。
なお、モータ４１０の固有の振動周期と支持体４１２の固有の振動周期とは、互いのピーク値となっている振動周期同士が異なるようにすることが好ましい。
【００３０】
本実施形態においては、支持体４１２に空隙部４１２２を形成することで、支持体４１２の質量が小さくなり、支持体４１２の固有の振動周期が短くなっている。また、梁部４１２３を形成することで、空隙部４１２２の周囲の剛性が高くなり、支持体４１２の固有の振動周期を短くなっている。そのため、比較的長い周期で振動するモータ４１０と共振する周期から外れやすくなるため、モータ４１０と支持体４１２とが共振して異音を発生する虞を低減する効果を得た。
また、空隙部４１２２は、動力となり振動の発生源でもあるモータ４１０の軸を受ける軸受部、または、モータ４１０の動力を伝達する歯車４１１の軸を受ける軸受部の周囲に形成することで、モータ４１０から支持体４１２への振動、または、支持体４１２から回転支持体４２への伝わる振動が減衰しやすくなり、駆動ユニット４１の振動を抑える効果を得た。
【００３１】
以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、重要でない公知の技術的事項の説明を適宜省略した。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、車両やオートバイ等の他の車両、建築機械、農耕機械、船舶、航空機等に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置の反射鏡の駆動源に好適である。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ        ：ヘッドアップディスプレイ装置
１        ：光源ユニット
１０      ：バックライト基板
１１      ：放熱器
１２      ：液晶パネル
２        ：制御基板
３        ：平面鏡
４        ：凹面鏡ユニット
４ａ      ：回転軸
４０      ：凹面鏡
４１      ：駆動ユニット
４１０    ：モータ
４１１    ：歯車
４１１ａ  ：ウォーム
４１１ｂ  ：ウォームホイール
４１１ｃ  ：出力ギア
４１２    ：支持体
４１２０  ：取り付けステイ
４１２１  ：ギア回転軸部
４１２２  ：モータ回転軸受部
４１２３  ：空隙部
４１２４  ：梁部
４２      ：回動支持体
５        ：ケース体
５０      ：下ケース
５１      ：上ケース
５１ａ    ：開口部
Ｌ        ：表示光
【図１】
2016008674.tif 000003
【図２】
2016008674.tif 000004
【図３】
2016008674.tif 000005