平視顯示器的製作方法

2024-03-25 11:50:05

本發明涉及一種平視顯示器(head-updisplay)，其被安裝於車的儀錶盤(dashboard)等，來在合成儀(combiner)上表示映像。

背景技術：

近年來，在乘用車等的各種車輛中，採用平視顯示器(以下簡稱hud)，hud使凹面板狀的合成儀前端反射映像，從而在駕駛員的視野內重疊表示駕駛信息。

圖8～圖10b示出安裝於車的儀錶盤內的現有的具有合成儀的hud，所述hud大致通過在上面形成有開口部的殼主體20的內部，組裝了凹面板狀的合成儀21、以及向所述合成儀21投射映像的投影單元22而構成。

在此，合成儀21沿著其一邊而一體地設置有轉動軸23，並且，合成儀21被設置為通過所述轉動軸23在封堵殼主體20的位置、與從所述殼主體20的上面立起的位置之間轉動自由。

而且，在轉動軸23的一側的端部設置有螺旋齒輪24，在所述螺旋齒輪24螺合有蝸輪蝸杆26，所述蝸輪蝸杆26設置於步進馬達25的輸出軸。並且，在轉動軸23的另一側的端部設置有盤簧27，所述盤簧27向合成儀21封堵開口部的方向繞軸線對轉動軸23施力。

由此，所述hud以如下方式形成，在使用時通過步進馬達25使合成儀21立起並從投影單元22投射映像，且使用後通過盤簧27的施力而容納於殼主體20的開口部內。另外，關於這樣的組裝於儀錶盤內的hud的結構，例如在下述專利文獻1中被公開。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平11-091403號發明公開公報

技術實現要素：

發明要解決的技術問題

然而，對於由所述結構形成的現有的hud，存在以下隱患：通過人的手等強制地作用使合成儀21轉動的外力，以及螺旋齒輪24、蝸輪蝸杆26等構成零件損壞。因此，通常為了防止因所述外力引起的構成零件的損壞，需要設置某些破壞防止機構。

作為這樣的破壞防止機構，例如在從步進馬達25到轉動軸23的驅動系統中，使用了安裝摩擦阻力或齒輪嚙合式的離合器的結構。但是，對於所述破壞防止機構，還殘留了在離合器動作時產生的相對位移，因此需要另外使用檢測合成儀21的位置的傳感器等，從而使合成儀21恢復到原位置，存在裝置整體變複雜，從而成本增加的問題。

鑑於所述情況，本發明解決的技術問題是，提供一種hud，通過簡單的結構，在對合成儀施加了外力時，也能夠使合成儀自己恢復到原位置。

用於解決技術問題的技術方案

為了解決所述技術問題，本發明提出一種平視顯示器，在頂板形成有開口部的殼主體的內部，容納有合成儀、合成儀驅動單元以及投影單元，其中，板狀的所述合成儀封堵所述開口部，所述合成儀驅動單元具有：驅動設備，使設置於所述合成儀的轉動軸轉動，從而使所述合成儀配置於封堵所述開口部的位置和從所述頂板立起的位置；以及彈簧，向所述合成儀封堵所述開口部的方向對所述轉動軸施力，所述投影單元向所述立起時的所述合成儀投射映像，其中，與所述合成儀驅動單元一體地設置第二轉動軸，使所述第二轉動軸的軸線的方向與所述轉動軸平行，並且，在被固定於所述殼主體的一側的基底部使所述第二轉動軸旋轉自由地支承在軸承，使所述軸承以相對於所述基底部繞所述軸線轉動自由的方式而設置，並且，在所述基底部與所述軸承之間安裝有第一彈簧，相對於所述基底部，所述第一彈簧對所述軸承向順時針方向或者逆時針方向施力，並且在所述軸承與所述合成儀驅動單元之間安裝有第二彈簧，相對於所述軸承，所述第二彈簧對所述合成儀驅動單元向逆時針方向或者順時針方向施力。

並且，根據本發明的實施例，所述第一彈簧以及第二彈簧是分別外裝於所述第二轉動軸且端部向外側伸出的扭轉螺旋彈簧，所述第一彈簧的一側的所述端部被卡合於所述基底部且另一側的所述端部被卡合於所述軸承，並且所述第二彈簧的一側的所述端部被卡合於所述軸承且另一側的所述端部被卡合於所述合成儀驅動單元。

並且，根據本發明的實施例，被所述軸承支承的所述第二轉動軸的從所述軸承向外側伸出的部分形成為將圓周方向的一部分切掉了的筒狀，且在所述第二轉動軸的中心部一體地形成有直徑小的軸部，在所述第二轉動軸的外周外裝有所述第一彈簧，在所述第二轉動軸的所述直徑小的軸部的外周外裝有所述第二彈簧。

並且，根據本發明的實施例，所述驅動設備具有：所述轉動軸，沿著所述合成儀的一邊而一體地設置；螺旋齒輪，設置於所述轉動軸的一端部；蝸輪蝸杆，設置於步進馬達的輸出軸並與所述螺旋齒輪螺合；以及盤簧，設置於所述轉動軸的另一端部而向所述合成儀封堵開口部的方向繞軸線地對所述轉動軸施力，所述驅動設備被容納於驅動殼內構成所述合成儀驅動單元。

並且，根據本發明的實施例，在所述驅動殼的側面，與所述轉動軸平行地突出形成所述第二轉動軸，若對立起的狀態的所述合成儀施加所述順時針方向與所述逆時針方向中的任一方向的外力，則通過所述軸承以及所述合成儀驅動單元的所述第二轉動軸相對於所述基底部旋轉來吸收所述外力，若對立起的狀態的所述合成儀施加所述順時針方向與所述逆時針方向中的另一方向的外力，則通過所述第二轉動軸相對於所述軸承旋轉來吸收所述外力。

發明的技術效果

在本發明的所述實施例中，例如在第一彈簧相對於所述基底部對軸承向順時針方向施力，且第二彈簧相對於所述軸承對合成儀驅動單元向逆時針方向施力的情況下，若施加使合成儀向逆時針旋轉的外力，則通過第一彈簧的施力增加且軸承以及合成儀驅動單元相對於基底部一體地向逆時針方向旋轉來吸收所述外力。

而且，相反地若施加使合成儀順時針旋轉的外力，則通過第二彈簧的施力增加且合成儀驅動單元的第二轉動軸相對於軸承向順時針方向旋轉來吸收所述外力。

並且，在第一彈簧相對於所述基底部對軸承向逆時針方向施力，且第二彈簧相對於所述軸承對合成儀驅動單元向順時針方向施力的情況下，若施加使合成儀逆時針旋轉的外力，則通過第二彈簧的施力增加且合成儀驅動單元的第二轉動軸相對於軸承向順時針方向旋轉來吸收所述外力。

而且，若施加使合成儀順時針旋轉的外力，則通過第一彈簧的施力增加且軸承以及合成儀驅動單元相對於基底部一體地向逆時針方向旋轉來吸收所述外力。

而且，無論在哪種情況下，在所述外力不再作用時，通過第一彈簧或者第二彈簧增加了的施力，使合成儀恢復原位置。其結果是，通過簡單的結構，在對合成儀施加了外力時也能夠使對合成儀自己恢復原位置。

另外，作為所述第一彈簧以及第二彈簧，雖然能夠使用各種方式的彈簧，特別優選的是，安裝容易且持續地施力以及彈性劣化小的扭轉螺旋彈簧。

關於第一彈簧以及第二彈簧的安裝，能夠在第二轉動軸的外周外裝第一彈簧，且在第二轉動軸的直徑小的軸部的外周外裝第二彈簧，從而能夠使結構簡單。

如果使驅動設備具有轉動軸、螺旋齒輪、設置於步進馬達的輸出軸的蝸輪蝸杆、向合成儀封堵開口部的方向對轉動軸施力的盤簧，且通過將這些個部件容納在驅動殼內來構成合成儀驅動單元，則能夠將驅動設備作為一個零件處理。

在該情況下，若在驅動殼的側面突出形成有第二轉動軸，則在對立起的狀態的合成儀施加了順時針方向或者逆時針方向的外力的情況下，無論在施加了何種外力的情況下，均能夠吸收該外力。

附圖說明

圖1是示出本發明所涉及的hud的一實施方式的主視圖。

圖2是圖1的側面圖。

圖3是示出圖1的合成儀以及合成儀驅動單元的立體圖。

圖4是圖1的合成儀驅動單元以及破壞防止機構的縱剖視圖。

圖5是圖2的破壞防止機構的立體圖。

圖6a、圖6b示出所述破壞防止機構的作用，圖6a是示出對合成儀作用了逆時針方向的外力的狀態的側面圖，圖6b是示出這時的動作的側面圖。

圖7a、圖7b示出所述破壞防止機構的作用，圖7a是示出對合成儀作用了順時針方向的外力的狀態的側面圖，圖7b是示出這時的動作的側面圖。

圖8是示出現有的hud的立體圖。

圖9是示出圖1的合成儀以及合成儀驅動單元的立體圖。

圖10a是圖9的主視圖，圖10b是其側面圖。

附圖標記說明

1：殼主體

1a：頂板

2：合成儀

3：合成儀驅動單元

4：投影單元

5：破壞防止機構

6：轉動軸

8：步進馬達

12：第二轉動軸

13：基底板(基底部)

14：軸承

15：第一彈簧

15a：一端部

15b：另一端部

18：第二彈簧

18a：一端部

18b：另一端部

具體實施方式

圖1～圖7b示出本發明所涉及的具有合成儀的平視顯示器(hud)的一實施方式，圖中附圖標記1是在頂板1a形成有開口部的殼主體。而且，所述hud是通過在殼主體1的內部容納以下部件而大致構成的：封堵所述開口部的板狀的合成儀2；具有驅動設備的合成儀驅動單元3；向立起時的合成儀2投射映像的投影單元4；以及破壞防止機構5，其中，所述驅動設備使合成儀2配置於封堵所述開口部的位置以及從頂板1a立起的位置。

在此，如圖4所示，所述驅動設備具有：轉動軸6，沿著合成儀2的一邊而一體地設置；螺旋齒輪7，設置於所述轉動軸6的一端部；蝸輪蝸杆9，設置於步進馬達8的輸出軸並與螺旋齒輪7螺合；以及盤簧10，設置於轉動軸6的另一端部，而向合成儀2封堵開口部的方向繞軸線地對轉動軸6施力。

而且，通過將這些驅動設備容納於驅動殼11內，來構成合成儀驅動單元3。

並且，在合成儀驅動單元3的驅動殼11的側面，一體地形成有使軸線方向與轉動軸6平行並從所述側面突出的第二轉動軸12。而且，合成儀驅動單元3是旋轉自由地被支承在一對基底板(基底部)13，所述一對基底板(基底部)13是直立設置於殼主體1的底板。

而且進一步地，在合成儀驅動單元3中的一側的第二轉動軸12與基底板13之間，設置有所述破壞防止機構5。即，在所述破壞防止機構5中，以相對於基底部13繞其軸線轉動自由的方式設置有軸承14，所述軸承14將第二轉動軸12旋轉自由地支承在基底板13。

並且，被所述軸承14支承的第二轉動軸12的從該軸承14向外側伸出的部分形成為筒狀，且圓周方向的略少於1/2的部分被切掉，而且在中心部一體地形成直徑小的軸部12a。並且，在第二轉動軸12的外周面一體地形成有凸狀的卡合部12b。

而且，在第二轉動軸12的外周，外裝有由扭轉螺旋彈簧形成的第一彈簧15，其一端部15a與從基底板13的端面突出的卡合部16卡合，且另一端部15b彎曲成l字狀、並被固定於從軸承14的端面突出的鎖止部17的緣部。由此，相對於基底板13，軸承14被向順時針方向施力。

並且，在形成於第二轉動軸12的中心的直徑小的軸部12a的外周，同樣地外裝有由扭轉螺旋彈簧形成的第二彈簧18，其一端部18a與軸承14卡合，且另一端部18b被固定於突出設置在第二轉動軸12的外周的凸部12b。由此，相對於軸承14，第二轉動軸12(合成儀驅動單元3)被向逆時針方向施力。

通過由以上的結構形成的具有破壞防止機構5的hud，若如圖6a所示施加使合成儀2向逆時針旋轉的外力，則如圖6b所示，第一彈簧15彎曲的同時，通過軸承14、合成儀驅動單元3、驅動殼11的第二轉動軸12一體地相對於基底板13向逆時針方向旋轉，來吸收所述外力。

與此相對，若如圖7a所示施加使合成儀2順時針旋轉的外力，則第二彈簧18彎曲的同時，通過第二轉動軸12相對於軸承14向順時針方向旋轉，來吸收所述外力。

而且，在任一情況下，當不再作用所述外力時，因彎曲而增加了施力的第一彈簧15或者第二彈簧18，而使合成儀2恢復原位置。

由此，通過簡單的結構，在無論從哪個方向對合成儀2施加了外力的情況下，均能夠吸收所述外力，且在外力消失時，使合成儀2自己恢復原位置。

另外，在所述實施方式中，只針對通過第一彈簧15以及第二彈簧18，相對於基底板13對軸承14向順時針方向施力，相對於軸承14對第二轉動軸12向逆時針方向施力的情況進行了說明，但本發明不限於此，相反地通過第一彈簧相對於所述基底部對軸承向逆時針方向施力，並通過第二彈簧相對於所述軸承對殼主體向順時針方向施力，也能夠得到同樣的作用效果。