(57)【要約】【課題】装置本体に伝わった荷重によって装置本体を車体に対して容易に相対移動させることができ、しかも、装置本体の支持剛性の低下の抑制できる車両用ヘッドアップディスプレイ装置を得る。【解決手段】本車両用ヘッドアップディスプレイ装置１０では、装置本体３２が支持ブラケット３４の軸部３６によって車幅方向を軸方向とする軸周りに回動可能に支持される。ねじ４０による装置本体３２の固定片３８とダッシュパネル２４との連結が解消された状態では、支持ブラケット３４による装置本体３２の支持剛性が低くなくても装置本体３２は、荷重Ｆによって容易に車両１２の車体に対して相対的に回動できる。【選択図】図２
2020104806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の投射が可能で投射した前記画像を投影部へ投影する装置本体と、
前記装置本体の車両前側の部分に車両上側からの荷重が伝わった際に、前記装置本体の車両前側の部分が車両下側へ回動するように前記装置本体を直接又は間接的に支持する支持部材と、
を備える車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を投影部へ投影する車両用ヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に開示された構成では、ヘッドアップディスプレイ装置のハウジングの固定部材と車体側のブラケットとが結合され、これによって、ヘッドアップディスプレイ装置が車体側へ固定されている。固定部材の連結部には溝が形成され、この溝が形成された部分では、固定部材の連結部が薄肉とされている。所定の外力がハウジングに加わると、固定部材の連結部の薄肉部分が破断され、これによって、ヘッドアップディスプレイ装置と車体側との連結が解消され、ヘッドアップディスプレイ装置は、車体に対して相対移動できる。
【０００３】
ところで、このような構成では、固定部材の連結部の薄肉部分の破断に要する荷重を小さくしようとすると、固定部材の剛性が低下する可能性がある。ヘッドアップディスプレイ装置の支持剛性の低下の抑制しつつも、ヘッドアップディスプレイ装置に伝わった荷重によるヘッドアップディスプレイ装置の車体に対する相対移動を容易にすることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−６４７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、装置本体に伝わった荷重によって装置本体を車体に対して容易に相対移動させることができ、しかも、装置本体の支持剛性の低下の抑制できる車両用ヘッドアップディスプレイ装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、画像の投射が可能で投射した前記画像を投影部へ投影する装置本体と、前記装置本体の車両前側の部分に車両上側からの荷重が伝わった際に、前記装置本体の車両前側の部分が車両下側へ回動するように前記装置本体を直接又は間接的に支持する支持部材と、を備えている。
【０００７】
請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、装置本体が支持部材によって回動可能に支持されており、装置本体の車両前側の部分に車両上側からの荷重が伝わった際には、装置本体の車両前側の部分が車両下側へ回動される。この装置本体の回動によって荷重を付与した物への荷重の反力の作用が抑制される。ここで、支持部材は、装置本体を回動可能に支持できれば、支持部材による装置本体の支持は、解消されなくてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
以上、説明したように、請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置では、支持部材は、装置本体を回動可能に支持できれば、支持部材による装置本体の支持は、解消されなくてもよい。このため、装置本体に伝わった荷重によって装置本体を車両の車体に対して容易に相対移動させることができ、しかも、支持部材による装置本体の支持剛性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の要部を示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置が搭載された車両の要部を車両左側から見た側面断面図である。
【図３】インパクタからの荷重が装置本体に伝わった状態を示す図２に対応する側面断面図である。
【図４】装置本体に設けた突起と支持ブラケットとの間に付勢部材を設けた実施の形態を示す拡大側面図で、（Ａ）は、板ばねを付勢部材とした第２の実施の形態を示し、（Ｂ）は、圧縮コイルばねを付勢部材とした第３の実施の形態を示し、（Ｃ）は、捩じりコイルばねを付勢部材とした第４の実施の形態を示す。
【図５】（Ａ）は、ダッシュパネルと装置本体の固定片との間に付勢部材を設けた第５の実施の形態を示す側面断面図で、（Ｂ）は、（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿って切った断面図である。
【図６】第６の実施の形態を示す図２に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明の各実施の形態を図１から図６の各図に基づいて説明する。なお、各図において矢印ＦＲは、各実施の形態に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１０（以下、「車両用ヘッドアップディスプレイ装置１０」を『ＨＵＤ装置１０』と略して称する）が搭載される車両１２の車両前側を示し、矢印ＬＨは、車幅方向左側を示し、矢印ＵＰは、車両上側を示す。また、以下の各実施の形態を説明するにあたり、第１の実施の形態を含めて説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位については、同一の符号を付与してその詳細な説明を省略する。
【００１１】
＜第１の実施の形態の構成＞
図１及び図２に示されるように、第１の実施の形態に係るＨＵＤ装置１０が適用される車両１２は、カウル１４を備えている。カウル１４は、カウル上部１６を備えている。カウル上部１６は、板状に形成されており、カウル上部１６の長手方向は、車幅方向とされている。また、カウル上部１６の幅方向は、車両前後方向に対して車両上下方向へ傾斜した方向とされ、カウル上部１６の車両前側端は、カウル上部１６の車両後側端よりも車両下側に配置される。カウル上部１６の厚さ方向一方の側（車両前上側）には、投影部としてのウインドシールドガラス１８の車両下側端部が配置される。ウインドシールドガラス１８の車両下側端部は、接着剤等によってカウル上部１６へ直接又は間接的に固定されている。
【００１２】
また、カウル１４は、縦壁部２０を備えている。縦壁部２０は、板状に形成されており、縦壁部２０の長手方向は、車幅方向とされ、縦壁部２０の厚さ方向は、車両前後方向とされている。縦壁部２０の車両上側端は、カウル上部１６の車両前下側端に繋がっており、縦壁部２０は、カウル上部１６の車両前下側端から車両下側へ延出されている。
【００１３】
さらに、カウル１４は、横壁部２２を備えている。横壁部２２は、板状に形成されており、横壁部２２の長手方向は、車幅方向とされている。また、横壁部２２の幅方向は、車両前後方向に対して車両上下方向へ傾斜した方向とされ、横壁部２２の車両後側端は、横壁部２２の車両前側端よりも車両下側に配置される。横壁部２２の車両前側端は、縦壁部２０の車両下側端に繋がっており、横壁部２２は、縦壁部２０の車両下側端から車両後側へ延出されている。
【００１４】
横壁部２２の車両後側には、ダッシュパネル２４が配置されており、ダッシュパネル２４の車両上下方向中間部よりも車両上下方向上側の部分は、横壁部２２の車両後側端よりも車両上側へ延びている。ダッシュパネル２４の車両上側にはインストルメントパネル２６が設けられている。インストルメントパネル２６は、カウル１４のカウル上部１６に対して車両後側に離れて設けられており、インストルメントパネル２６の車両前側端とカウル上部１６の車両後上側端との間は、開口部２８とされている。
【００１５】
一方、車両１２には、設置部３０が設けられている。設置部３０は、カウル１４のカウル上部１６及びインストルメントパネル２６の車両下側、カウル１４の縦壁部２０の車両後側、カウル１４の横壁部２２の車両上側の空間とされる。設置部３０にはＨＵＤ装置１０の装置本体３２が設けられている。装置本体３２の車両前上側端部は、カウル１４のカウル上部１６の車両下側に配置される。
【００１６】
装置本体３２の車幅方向両側には、支持部材としての支持ブラケット３４が設けられている（各図では、装置本体３２の車幅方向左側の支持ブラケット３４のみを図示）。支持ブラケット３４の車両下側端部は、カウル１４の横壁部２２に固定されている。
【００１７】
また、両支持ブラケット３４は、軸部３６を備えている。車幅方向左側の支持ブラケット３４の軸部３６と、車幅方向右側の支持ブラケット３４の軸部３６とは、同軸上に配置されている。両支持ブラケット３４の軸部３６は、装置本体３２に係合されている。これによって、装置本体３２は、カウル１４の横壁部２２に対して車両上側へ離れた状態で支持されていると共に、軸部３６周り（すなわち、車幅方向を軸方向とする軸周り方向）へ回動可能とされている。
【００１８】
一方、装置本体３２は、固定片３８を備えている。固定片３８は、装置本体３２の車両後側端部から車両下側へ延出されており、ダッシュパネル２４の車両後側でダッシュパネル２４に対して車両前後方向に対向配置されている。ダッシュパネル２４には連結部材としてのねじ４０が設けられている。ねじ４０は、ダッシュパネル２４の車両前側からダッシュパネル２４を貫通しており、ねじ４０の先端部が固定片３８に螺入されている。このねじ４０によって固定片３８はダッシュパネル２４に固定されている。
【００１９】
＜第１の実施の形態の作用、効果＞
本実施の形態では、ＨＵＤ装置１０の作動状態で装置本体３２から車両上側の画像が投射される。装置本体３２によって投射された画像は、インストルメントパネル２６の車両前側端とカウル上部１６の車両後上側端との間を通ってウインドシールドガラス１８の車両室内側のガラス面に投影される。画像は、例えば、車両１２の走行速度の表示、カーナビゲーション装置の情報に基づく車両１２の進行方向等とされる。車両１２の乗員は、ウインドシールドガラス１８のガラス面に投影された画像を視認することによって車両１２の車両前側を視認しつつも車両１２の走行速度や車両１２の進行方向等の情報を認識できる。
【００２０】
また、本実施の形態では、ＨＵＤ装置１０の装置本体３２の固定片３８がねじ４０によってダッシュパネル２４に固定される。これにより、装置本体３２は、固定片３８、ねじ４０、ダッシュパネル２４を介して車両１２の車体に連結される。このため、車両１２の走行時に発生する車両１２の振動に対して、ＨＵＤ装置１０の装置本体３２は、追従するように動く（すなわち、車両１２の車体とＨＵＤ装置１０の装置本体３２との相対移動が抑制される）。
【００２１】
ＨＵＤ装置１０の装置本体３２が車両１２の車体に対して相対的に移動すると、装置本体３２とウインドシールドガラス１８のガラス面との距離が変化することがあり、これによって、ウインドシールドガラス１８のガラス面に投影された画像にブレが生じることがある。これに対して、本実施の形態では、上記のように、ＨＵＤ装置１０の装置本体３２が車両１２の振動等に追従するように動くため、上記のような画像のブレの発生を抑制できる。
【００２２】
一方、図３に示されるように、ウインドシールドガラス１８の車両下側の端部近傍に対して車両前上側からインパクタ５２を衝突させると、インパクタ５２からの荷重Ｆがカウル１４のカウル上部１６に伝わる。この荷重Ｆによってカウル上部１６やカウル１４の縦壁部２０が車両後下側へ変形されると、ＨＵＤ装置１０の装置本体３２の車両前側部分がカウル上部１６や縦壁部２０によって車両後下側へ押圧される。このカウル上部１６や縦壁部２０からの押圧力、すなわち、荷重Ｆは、支持ブラケット３４の軸部３６を中心に図３の矢印Ａ方向へ装置本体３２を回転させようとする回転力になる。
【００２３】
上記のように、装置本体３２の固定片３８は、ねじ４０によってダッシュパネル２４へ連結されているが、上記の回転力（すなわち、荷重Ｆ）が所定の大きさを越えると、装置本体３２が支持ブラケット３４の軸部３６周りに回動され、固定片３８においてねじ４０が螺入している部分の近傍は、ねじ４０のねじ山によって破壊される。装置本体３２の回転力の一部、すなわち、インパクタ５２からの荷重Ｆの一部は、このような固定片３８の破壊に供されて吸収される。
【００２４】
さらに、装置本体３２の回動によってねじ４０による固定片３８とダッシュパネル２４との連結が解消されると、装置本体３２は、インパクタ５２からの荷重Ｆに応じた回転力で図３の矢印Ａ方向へ回動される。ねじ４０による固定片３８とダッシュパネル２４との連結が解消された状態では、基本的に、装置本体３２の軸部３６周りの回動を妨げることがない。このため、荷重Ｆに基づいた回転力で装置本体３２が回動されることによって、装置本体３２からインパクタ５２への反力が小さくなる。
【００２５】
ところで、走行中の車両１２が、車両前方の歩行者に衝突した場合等には、歩行者の頭部がウインドシールドガラス１８の車両下側の端部近傍に対して車両前上側にあたることがある。ここで、本実施の形態では、上記のように、装置本体３２からインパクタ５２への反力を小さくできる。このため、歩行者の頭部が装置本体３２から受ける影響を抑制できる。
【００２６】
一方、例えば、インパクタ５２からの荷重Ｆによって車体側との連結が解消された装置本体３２が脱落するような構成では、脱落した装置本体３２がインパクタ５２から離れるように移動しなくては装置本体３２からインパクタ５２への反力を低減できない。このため、このような構成では、大きな装置本体３２の設置スペースが必要になる。これに対して、本実施の形態では、上記のようにインパクタ５２からの所定の大きさを越えた荷重Ｆが装置本体３２に伝わった場合の装置本体３２の移動は、基本的に、支持ブラケット３４の軸部３６周りの回動に制限される。このため、設置部３０は、装置本体３２が軸部３６を中心に回動できる広さを備えていればよい。このため、装置本体３２の設置スペースの大型化を抑制できる。
【００２７】
また、上記のようにねじ４０による固定片３８とダッシュパネル２４との連結が解消された状態では、基本的に、装置本体３２の軸部３６周りの回動を妨げることがなく、この状態では、荷重Ｆが小さくても装置本体３２が回動される。このため、支持ブラケット３４の軸部３６は、荷重Ｆによる装置本体３２の支持の解消が不要である。これによって、支持ブラケット３４の軸部３６による装置本体３２の支持剛性を低くしなくてもよい。
【００２８】
さらに、ねじ４０（連結部材）による装置本体３２の固定片３８のダッシュパネル２４への固定は、上述したような車両１２の走行時に発生する振動等で装置本体３２の固定片３８のダッシュパネル２４への固定が解消されなければよい。したがって、装置本体３２の軸部３６周りの回動の発生に必要な荷重Ｆの大きさを比較的小さくできる。この意味でも装置本体３２からインパクタ５２への反力を小さくでき、車両１２と歩行者との衝突時に歩行者の頭部が装置本体３２から受ける影響を抑制できる。
【００２９】
また、インパクタ５２からの荷重Ｆによって装置本体３２が回動することで装置本体３２（装置本体３２の内部部品等を含む）を破壊しなくてもインパクタ５２への反力を小さくできる。このため、車両１２と歩行者との衝突時を考慮して装置本体３２の構成部品の機械的強度や剛性等を低く設定する（すなわち、易破壊構造とする）必要がない。これによって、装置本体３２の設計の自由度が大きくなる。
【００３０】
＜第２〜第５の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態から第５の実施の形態について説明する。
【００３１】
これらの各実施の形態は、付勢部材６２を備えている。詳細には、図４（Ａ）に示されるように、第２の実施の形態は、装置本体３２に突起６４が形成されている。突起６４は、装置本体３２の車幅方向左側の側面から車幅方向左側へ突出されており、支持ブラケット３４の車両後側に配置される。本実施の形態では、付勢部材６２は、板ばねとされている。付勢部材６２は、突起６４と支持ブラケット３４との間に設けられており、突起６４（すなわち、装置本体３２）は、付勢部材６２によって支持ブラケット３４から車両後側へ離れる方向へ付勢されている。
【００３２】
これに対して、図４（Ｂ）に示されるように、第３の実施の形態では、付勢部材６２は、圧縮コイルばねとされており、図４（Ｃ）に示されるように、第４の実施の形態では、付勢部材６２は、捩じりコイルばね圧縮コイルばねとされている。
【００３３】
一方、図５（Ｂ）に示されるように、第５の実施の形態では、ダッシュパネル２４において装置本体３２の固定片３８と対向する部分における車幅方向中央部には、凹部６６が形成されている。凹部６６は、車両後側へ開口されており、ねじ４０による固定片３８のダッシュパネル２４への固定状態でも凹部６６の底部（凹部６６の内側におけるダッシュパネル２４の車両後側の面）は、固定片３８の車両前側面から離れている。この凹部６６の内側には、付勢部材６２が配置されている。本実施の形態では、付勢部材６２は、圧縮コイルばねとされており、固定片３８は、付勢部材６２によってダッシュパネル２４から車両後側へ離れる方向へ付勢されている。
【００３４】
以上のように、第２から第５の各実施の形態では、ねじ４０（図４（Ａ）〜（Ｃ）及び図５では図示省略）による装置本体３２の固定片３８とダッシュパネル２４との連結が解消されると、装置本体３２は、付勢部材６２の付勢力によって図４（Ａ）〜（Ｃ）、図５（Ａ）における矢印Ａ方向、すなわち、荷重Ｆよる装置本体３２の回動方向へ回動される。これによって、ねじ４０による装置本体３２の固定片３８とダッシュパネル２４との連結が解消された際に、装置本体３２を早く回動させることができ、装置本体３２からインパクタ５２への反力を効果的に低減できる。このため、車両１２が歩行者に衝突した場合等に歩行者の頭部が装置本体３２から受ける影響を抑制できる。
【００３５】
なお、第２から第５の各実施の形態では、付勢部材６２は、板ばね、圧縮コイルばね、捩じりコイルばねとされていた。また、第２から第４の各実施の形態では、付勢部材６２の配置位置は、突起６４と支持ブラケット３４との間とされ、第５の実施の形態では、ダッシュパネル２４（更に言えば、ダッシュパネル２４と装置本体３２の固定片３８との間）とされていた。しかしながら、付勢部材６２は、装置本体３２を車体側に対して車両後側（車両後上側等を含む）へ付勢できれば、付勢部材６２の具体的な態様や配置位置に限定されることなく広く適用が可能である。
【００３６】
＜第６の実施の形態＞
次に、第６の実施の形態について説明する。
【００３７】
図６に示されるように、本実施の形態は、保持部材としてのラッチ７２を備えている。ラッチ７２は、装置本体３２の車両左側に設けられている。ラッチ７２の基端側の部分は、回転軸７４が連結されている。回転軸７４の軸方向は、車幅方向とされており、回転軸７４が回転軸７４の中心軸線周りに回動すると、ラッチ７２は、回転軸７４と共に回動される。ラッチ７２の先端側の部分は鉤状に曲がっており、ダッシュパネル２４の車両上側端部に対して車両上側から係合し、更に、ラッチ７２の先端部は、車両前側らダッシュパネル２４に対向されている。このため、装置本体３２の車両後側への回動（装置本体３２の図６の矢印Ａ方向への回動）がラッチ７２によって制限されている。
【００３８】
また、上記の回転軸７４は、駆動装置（図示省略）へ機械的に連結されている。駆動装置は、例えば、通電されることによって出力軸が回転されるモータや通電されることによって生じる磁力によってプランジャが移動するソレノイド等とされている。駆動装置は、制御装置（図示省略）へ電気的に接続されており、駆動装置は、制御装置によって制御される。制御装置は、衝突検知センサ（図示省略）に電気的に接続されている。衝突検知センサは、例えば、車両１２のフロントバンパ（図示省略）又はその近傍に設けられており、車両１２が歩行者の下肢に衝突した際の荷重を検知できる。
【００３９】
車両１２が歩行者の下肢に衝突した際の荷重を衝突検知センサが検知すると、制御装置は、駆動装置を作動させ、回転軸７４を図６の矢印Ｂ方向へ回動させる。この回転軸７４の回動によってラッチ７２が回動されると、ラッチ７２の先端部とダッシュパネル２４の車両上側端部との車両前後方向の対向が解消される。したがって、この状態では、ねじ４０による装置本体３２の固定片３８のダッシュパネル２４への連結が解消されれば、装置本体３２は、支持ブラケット３４の軸部３６周りに回動できる。
【００４０】
ここで、本実施の形態では、ラッチ７２の先端部がダッシュパネル２４の車両前側でダッシュパネル２４に対して車両前後方向に対向している状態では、装置本体３２の車両後側への回動（装置本体３２の図６の矢印Ａ方向への回動）を制限できる。このため、ねじ４０等による装置本体３２の固定片３８とダッシュパネル２４との固定の強度を低く設定しても、車両１２の走行時に車両１２に生じる振動等で装置本体３２が車両１２の車体に対して相対移動することを抑制できる。これによって、固定片３８とダッシュパネル２４との固定の解除に必要な荷重Ｆを小さくでき、車両１２が歩行者に衝突した場合等に歩行者の頭部が装置本体３２から受ける影響を効果的に抑制できる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、ねじ４０（図６では図示省略）によって装置本体３２の固定片３８とダッシュパネル２４とを固定している。しかしながら、ねじ４０等の連結部材を用いずに、ラッチ７２のみで装置本体３２の車両後側への回動を制限する構成にしてもよい。
【００４２】
また、本実施の形態の説明では特に言及していないが、本実施の形態と前記第２から第５の各実施の形態の少なくとも１とを組み合わせる構成にしてもよい。
【００４３】
さらに、上記の各実施の形態では、連結部材としてのねじ４０は、車両前側からダッシュパネル２４を貫通して装置本体３２の固定片３８へ螺入される構成であった。しかしながら、ねじ４０が車両後側から固定片３８を貫通してダッシュパネル２４へ螺入され、これによって、固定片３８とダッシュパネル２４とが連結されて固定される構成でもよい。
【００４４】
また、上記の各実施の形態では、荷重Ｆが所定の大きさを越えた場合に、装置本体３２の固定片３８がねじ４０によって破壊される構成であった。しかしながら、荷重Ｆが所定の大きさを越えた場合には、固定片３８、ダッシュパネル２４、ねじ４０の少なくとも１つが破壊される構成であればよい。
【００４５】
さらに、上記の各実施の形態では、連結部材をねじ４０とした。しかしながら、例えば、固定片３８とダッシュパネル２４との連結に接着剤を用いてもよい。すなわち、連結部材は、装置本体３２と車体とを連結でき、荷重Ｆが所定の大きさを越えた場合に装置本体３２と車体との連結を解消できれば、その具体的な態様に限定されることなく、広く適用できる。
【００４６】
また、本実施の形態では、装置本体３２が支持ブラケット３４の軸部３６に直接支持される構成であった。しかしながら、車両上側へ向けて開口されて装置本体３２を内側に収容して装置本体３２を保持するケースを支持ブラケット３４の軸部３６に直接支持させ、装置本体３２がケースを介して間接的に支持ブラケット３４の軸部３６に支持される構成であってもよい。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、支持ブラケット３４がカウル１４の横壁部２２に固定され、固定片３８がダッシュパネル２４に固定された構成であった。しかしながら、支持ブラケット３４や固定片３８の固定部位は、車両１２の他の構成部材であってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０    ヘッドアップディスプレイ装置
１２    車両
１８    ウインドシールドガラス（投影部）
３２    装置本体
３４    支持ブラケット（支持部材）
【図１】
2020104806.tif 000003
【図２】
2020104806.tif 000004
【図３】
2020104806.tif 000005
【図４】
2020104806.tif 000006
【図５】
2020104806.tif 000007
【図６】
2020104806.tif 000008