(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のウインドシールドに接着固定され、センサユニットを支持するためのブラケットと、
頭部と、ねじ部が設けられる軸部と、を有するボルトと、
を備え、
前記ボルトは、前記ウインドシールドと前記頭部の間に隙間が形成されるように、前記ブラケットに溶接固定されており、
前記センサユニットは、前記センサユニットに設けた取付孔に、前記ボルトの前記軸部が貫通して前記ねじ部にナットが螺合されることによって前記ブラケットに固定されることを特徴とする車載センサ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のウインドシールドに搭載されるセンサを取り付けるための車載センサ取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
予防安全や運転支援システムなどに用いられる車載センサの中には、車両のウインドシールドに搭載されるものがある。このような車載センサを取付けるために、車両のウインドシールドに搭載されるセンサを取り付けるための車載センサ取付構造が知られている。例えば特許文献１には車両のフロントウインドシールドに搭載される車両搭載カメラであるセンサを取り付けるための車載センサ取付構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１６０９２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の車載センサ取付構造では、車両の車室内に搭載される車両搭載カメラに、フロントウインドシールドの内面に固定されるカメラ本体部と、フロントウインドシールドを介して前方から入射される被写体光を結像するレンズを内蔵するレンズ部とを備えている。そして、この車両搭載カメラのカメラ本体部は樹脂製の本体ケースに収納されており、カメラ本体部は接着剤や両面テープなどを用いて、フロントウインドシールドの内面に本体ケースの上面を直接接着して固定される。あるいは、カメラ本体部の本体ケースは、フロントウインドシールドの内面に接着剤や両面テープなどを用いて固定されるか、ウインドシールドの内面に接着剤や両面テープなどを用いて固定されたフックに着脱可能に固定される。
【０００５】
このような車載センサ取付構造において、接着剤や両面テープなどを用いてカメラ本体部の本体ケースをウインドシールドに固定すると、カメラ本体部の故障等の際に、カメラ本体部を取り外すために接着剤などを剥がす手間がかかる。また、カメラ本体部を取り付けるために接着剤や両面テープで固定する手間が掛かる。このように、この取付構造ではカメラ本体部を交換する際に作業の手間が余計にかかる問題がある。
また、カメラ本体部の本体ケースを、フロントウインドシールドの内面に固定されたフックに吊り下げて固定すると、車両搭載カメラの固定位置が不安定になるから、カメラの位置精度を確保することが困難になる。さらに、車両の振動によりカメラ本体部の位置が変化する恐れもある。
【０００６】
つまり、従来の車載センサ取付構造では、カメラ本体部の車載センサの交換作業を容易にすることと、車載センサの取付位置の精度を確保することとは二律背反の関係にあった。このように従来の車載センサ取付構造には、車載センサの交換作業を容易にしつつ車載センサの取付位置の精度を確保する観点から改善の余地があった。
【０００７】
本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたもので、車載センサの交換作業を容易にしつつ車載センサの取付位置の精度を確保できる車載センサ取付構造の技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の車載センサ取付構造は、車両のウインドシールドに接着固定され、センサユニットを支持するためのブラケットと、頭部と、ねじ部が設けられる軸部と、を有するボルトと、を備える。ボルトは、ウインドシールドと頭部の間に隙間が形成されるように、ブラケットに溶接固定されており、センサユニットは、センサユニットに設けた取付孔に、ボルトの軸部が貫通してねじ部にナットが螺合されることによってブラケットに固定される。
【０００９】
この態様によると、車載センサ取付構造において、センサユニットは、センサユニットに設けた取付孔に、ボルトの軸部が貫通してそのねじ部にナットが螺合されることによってブラケットに固定されるから、センサユニットの交換作業を容易にしつつセンサユニットの取付位置の精度を確保することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、車載センサの交換作業を容易にしつつ車載センサの取付位置の精度を確保できる車載センサ取付構造の技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る車載センサ取付構造の側面視の模式図である。
【図２】比較例の車載センサ取付構造の側面視の模式図である。
【図３】実施形態に係る車載センサ取付構造のブラケットの斜視図である。
【図４】実施形態に係る車載センサ取付構造のブラケットの平面図である。
【図５】実施形態に係る車載センサ取付構造の配置を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図１〜５を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る車載センサ取付構造１００を、車両の側面から視た模式図である。図１は、車両の前方側に設けられるフロントウインドシールドの周辺を示している。以下の説明では車載センサ取付構造１００を車両のフロントウインドシールドに取り付けた状態での車両前後方向、車幅方向、上下方向および水平方向を、車載センサ取付構造１００の方向として説明する。車幅方向は、車両前後方向および上下方向に直交する方向である。なお、車両左右方向を単に左右方向またはＸ方向と、車両前後方向を単に前後方向またはＹ方向と、車両上下方向を単に上下方向またはＺ方向と、表記することがある。
【００１４】
実施形態に係る車載センサ取付構造１００は、車両の室内に搭載され、ウインドシールド１０を介して走行環境を認識するためのカメラなどのセンサユニット２０をウインドシールド１０の内面に固定するための取付構造である。車載センサ取付構造１００は、車両のウインドシールド１０に接着固定され、センサユニット２０を支持するためのブラケット３０と、ボルト４０と、を備える。ボルト４０は、頭部４２と、ねじ部４６が設けられる軸部４４と、を有する。ウインドシールド１０は、例えば車両の前方側に設けられるフロントウインドシールドである。フロントウインドシールドはフロントガラスと称されることがある。ウインドシールド１０は、車両の前後方向にて、下側が前進して上側が後退するような傾斜を有する。
【００１５】
ブラケット３０は、センサユニット２０をウインドシールド１０に固定するための支持部材である。ブラケット３０は、ウインドシールド１０に沿ってウインドシールド１０にほぼ平行に設けられる。ブラケット３０は、例えば接着によりウインドシールド１０に固定される。ブラケット３０にはセンサユニット２０が固定される。ブラケット３０にはウインドシールド１０に固定されるシールド固定部３２と、センサユニット２０を支持するセンサ支持部３４とが設けられる。
【００１６】
センサユニット２０は、例えばセンサ筐体２２に収容されたセンサ２８を含んでいる。センサ２８は例えばステレオカメラなどを含んでもよい。なお、センサユニット２０はセンサ筐体２２を含まないことができる。センサユニット２０は例えば箱形状を有し、その箱形状の前方側にウインドシールド１０に面している前方面２２ａを有している。センサ２８がカメラである場合には、この前方面２２ａに開口が設けられ、カメラはこの開口を通して車両の前方の走行環境を認識する。センサユニット２０は複数（例えば３つ）の取付部２１を有する。
【００１７】
ここで先に、比較例に係る車載センサ取付構造２００について説明する。図２は比較例の車載センサ取付構造２００を車両の側面から視た模式図である。車載センサ取付構造２００は、実施の形態の車載センサ取付構造１００に対して、主にセンサユニット２２０をブラケット２３０に固定する手段が異なり、重複する説明は省略する。センサユニット２２０はセンサユニット２０に対して取付部２１を有しない点で異なる。
【００１８】
ブラケット２３０は、傾斜するウインドシールド１０に沿ってウインドシールド１０にほぼ平行に設けられている。ブラケット２３０はシールド固定部２３２と、センサ支持部２３４と、バネ構造２３５と、を含む。ブラケット２３０はブラケット３０に対してバネ構造２３５を有する点で異なる。シールド固定部２３２はブラケット２３０のウインドシールド１０に近い側に設けられる。ブラケット２３０は、シールド固定部２３２が例えば接着によりウインドシールド１０に固定される。センサ支持部２３４はブラケット２３０のウインドシールド１０から遠い側に設けられる。
【００１９】
シールド固定部２３２とセンサ支持部２３４の間にはセンサユニット２２０を保持する保持空間２３６が形成されている。シールド固定部２３２の後方側にはセンサユニット２２０を後方に押出すためのバネ構造２３５が設けられている。箱型のセンサユニット２２０は、シールド固定部２３２とセンサ支持部２３４の間に保持され、センサユニット２２０の前方側の面がバネ構造２３５の反発力によって後方側に付勢されている。センサユニット２２０は、バネ構造２３５の反発力に押えられ、センサユニット２２０とセンサ支持部２３４の摩擦力によってブラケット２３０に固定される。
【００２０】
このように構成された車載センサ取付構造２００では、ウインドシールド１０に接着されているブラケット２３０のシールド固定部２３２にバネ構造２３５が設けられているから、バネ構造２３５が劣化した場合や折れた場合にウインドシールド１０を含めて一緒に交換することとなる。また、ステレオカメラのような質量が大きいセンサを用いる場合には、車両の振動等によるセンサユニット２２０の位置変化を抑えるために反発力の大きなバネ構造２３５を使用することとなる。しかし、反発力の大きなバネ構造２３５を使用すると、センサユニット２２０をブラケット２３０に取り付ける際の荷重が増えて作業者の作業負担の増加につながる可能性がある。また、センサユニット２２０はバネ構造２３５の反発力によって保持されているから、車両の振動が大きい場合にセンサユニット２２０の位置が変化することが考えられ、この場合にセンサの精度を確保できない懸念がある。
【００２１】
以上の比較例の考察を踏まえて、本発明の実施形態に係る車載センサ取付構造１００について説明する。図１に示すように、車載センサ取付構造１００は、車両のウインドシールド１０と、センサユニット２０と、ブラケット３０、頭部４２とねじ部４６が設けられる軸部４４とを有するボルト４０と、を備える。ボルト４０は、ウインドシールド１０と頭部４２の間に隙間が形成されるように、ブラケット３０に溶接固定されており、センサユニット２０は、センサユニット２０に設けた取付孔２４に、ボルト４０の軸部４４が貫通してねじ部４６にナット５０が螺合されることによってブラケット３０に固定される。
【００２２】
ブラケット３０は、シールド固定部３２と、センサ支持部３４と、ボルト支持部３６と、を含む。ブラケット３０は、シールド固定部３２と、センサ支持部３４と、ボルト支持部３６と、が一体に鋼板などの金属材料からプレス加工によって形成される。ブラケット３０は、シールド固定部３２と、センサ支持部３４と、ボルト支持部３６の何れかが別に形成されて結合されてもよい。
【００２３】
シールド固定部３２はウインドシールド１０に接してそこに固定されるための部分である。シールド固定部３２はセンサ支持部３４の周辺に複数（例えば３つ）設けられる。シールド固定部３２はウインドシールド１０に例えば接着によって固定される。シールド固定部３２は接着とは異なる手段によってウインドシールド１０に固定されてもよい。センサ支持部３４はセンサユニット２０に接してセンサユニット２０を支持するための部分である。センサ支持部３４はブラケット３０の中程に設けられる。センサ支持部３４は複数に分割されて設けられてもよい。センサ支持部３４は複数のシールド固定部３２の中間に設けられてもよい。
【００２４】
ボルト支持部３６はボルト４０を支持するための部分である。ボルト支持部３６にはボルト孔が設けられ、ボルト孔にはボルト４０の軸部４４が貫通する。特に、ボルト孔にはウインドシールド１０側からボルト４０の軸部４４が差し込まれる。ボルト４０の頭部４２がボルト支持部３６に接触している状態で、ボルト４０の頭部４２がボルト支持部３６に溶接によって固定される。ボルト支持部３６はウインドシールド１０から離れて設けられ、ボルト支持部３６とウインドシールド１０の間には隙間Ｐが形成される。ボルト４０の頭部４２の厚み寸法Ｑは隙間Ｐより小さく形成される。このように構成することで、ボルト支持部３６に溶接された状態のボルト４０の頭部４２と、ウインドシールド１０との間には隙間が形成される。ボルト支持部３６のウインドシールド１０と反対側にはセンサユニット２０の後述する取付部２１が接する。
【００２５】
ボルト４０は、頭部４２と軸部４４とが一体に鉄鋼などの金属材料から機械加工によって形成される。ボルト４０の頭部４２は、例えば円盤形状を有する。ボルト４０の軸部４４は頭部４２より小径の円柱形状を有し、頭部４２の一方の端面から軸方向に突出している。軸部４４にはねじ部４６がダイス加工により形成される。ボルト４０は、ウインドシールド１０側からボルト孔に差し込まれ、軸部４４の一部がボルト孔から突き出る。軸部４４のボルト孔から突き出た部分は、さらにセンサユニット２０の取付部２１の取付孔２４を貫通して突き出る。軸部４４の取付孔２４から突き出た部分にはナット５０がねじ込まれる。センサユニット２０の取付部２１はボルト支持部３６とナット５０とに挟まれて固定される。
【００２６】
次に、図３〜５を参照して車載センサ取付構造１００の具体的な構造について説明する。図３は実施形態に係る車載センサ取付構造１００のブラケット３０の斜視図、図４はブラケット３０の平面図である。図３〜５ではブラケット３０にボルト４０が溶接された状態を示している。ブラケット３０は鋼板からプレス成形によって一体に形成されたセンサ支持部３４とシールド固定部３２とボルト支持部３６とを含む。センサ支持部３４はブラケット３０の中程に設けられ、シールド固定部３２はセンサ支持部３４の周辺から三方に張出すように設けられる。ボルト支持部３６はシールド固定部３２から外側に向けて突出するように設けられる。
【００２７】
（センサ支持部）
センサ支持部３４は、略台形の部分で、中孔３４ａと、案内孔３４ｂと、底辺リブ３４ｃと、側辺リブ３４ｄと、を含む。中孔３４ａは、センサ支持部３４の中程に形成される開口で、略二等辺三角形状の形状を有する。中孔３４ａの頂角に対応する部分は、中孔３４ａの底角に対応する部分より上側に位置する。案内孔３４ｂは中孔３４ａの底辺の両側に２つ形成される。底辺リブ３４ｃは中孔３４ａの底辺の外側に設けられる。側辺リブ３４ｄは中孔３４ａの両方の側辺の外側に２つ設けられる。底辺リブ３４ｃの両端はそれぞれ側辺リブ３４ｄと一体に繋がっている。底辺リブ３４ｃおよび側辺リブ３４ｄはセンサ支持部３４の強度を増すために設けられる。
【００２８】
（シールド固定部）
シールド固定部３２は１つの上側支持部３２ａと２つの下側支持部３２ｂとを含む。上側支持部３２ａは、センサ支持部３４の中孔３４ａの頂角に対応する領域から上側に張出す部分に設けられる。下側支持部３２ｂは、センサ支持部３４の中孔３４ａの２つの底角に対応する領域から斜め下側に張出す部分に設けられる。上側支持部３２ａおよび下側支持部３２ｂとセンサ支持部３４との間には屈曲領域３０ａが形成されており、上側支持部３２ａおよび下側支持部３２ｂはセンサ支持部３４よりウインドシールド１０側に寄って設けられる。
【００２９】
（ボルト支持部）
ボルト支持部３６は１つの上側締結部３６ａと２つの下側締結部３６ｂとを含む。上側締結部３６ａは、上側支持部３２ａから上側に突出する部分に設けられる。２つの下側締結部３６ｂは、下側支持部３２ｂから斜め下側に突出する部分にそれぞれの設けられる。上側締結部３６ａおよび下側締結部３６ｂとシールド固定部３２との間には屈曲領域３０ｂが形成されており、上側締結部３６ａおよび下側締結部３６ｂはシールド固定部３２よりウインドシールド１０から遠くに設けられる。
【００３０】
ボルト支持部３６の上側締結部３６ａおよび下側締結部３６ｂには、それぞれ中程にボルト孔が穿設される。それぞれのボルト孔には、ウインドシールド１０側からボルト４０が挿入されて、頭部４２がそれぞれ上側締結部３６ａおよび下側締結部３６ｂに溶接される。３つのボルト４０は、頭部４２が溶接された状態で、軸部４４が上側締結部３６ａおよび下側締結部３６ｂのそれぞれのボルト孔からウインドシールド１０と反対側（後方側）に突き出ている。下側締結部３６ｂには頭部４２から外側に離れた位置にガイド孔３９が穿設される。
【００３１】
（ガイド孔）
センサユニット２０の取付部２１の取付孔２４は、製造誤差や組み付け易さを向上するために、ボルト４０の軸部４４より大径に形成されている。このため、軸部４４と取付孔２４との間に遊びが生じることがある。このような遊びが大きいとセンサユニット２０の取り付け位置がずれてセンサユニット２０の検出精度が低下する恐れがある。そこで、車載センサ取付構造１００では、ブラケット３０に複数（例えば２つ）のガイド孔３９が穿設され、センサ筐体２２にはガイド孔３９に対応する位置にガイドピン（不図示）が立設されている。ガイドピンがガイド孔３９に嵌合することで、センサユニット２０のブラケット３０に対する遊びが抑制される。このように構成することによって、軸部４４と取付孔２４の間の遊びによるセンサユニット２０の取付精度への影響を小さくすることができる。なお、ピンをブラケット３０に設け、このピンが嵌合する孔をセンサ筐体２２に設けるようにしてもよい。なお、車載センサ取付構造１００では、ガイド孔３９はボルト支持部３６の２つの下側締結部３６ｂに穿設されている。
【００３２】
（センサユニット）
図５および図１を参照して車載センサ取付構造１００の配置を説明する。図５は、ブラケット３０に固定された状態のセンサユニット２０をウインドシールド１０側から視た図である。ウインドシールド１０側から視たセンサユニット２０は、矩形状の外形を有する。センサユニット２０の上側の中央付近と下側の両端側の３カ所にそれぞれ取付孔２４を有する取付部２１が設けられる。上側締結部３６ａおよび下側締結部３６ｂから突き出ているボルト４０の軸部４４は、センサユニット２０のそれぞれの取付孔２４を貫通した部分にナット５０がねじ込まれる。この結果、センサユニット２０の取付部２１はボルト支持部３６とナット５０とに挟まれて固定される。
【００３３】
ウインドシールド１０には車載センサ取付構造１００の周辺にステレオカメラの２つの撮像エリアとバックミラーの取り付けエリアとが設けられる。カメラやバックミラーは運転者の前方視界を遮ることがある。安全な運転を確保する観点から前方視界を遮る範囲はできるだけ小さいことが望ましい。そこで車載センサ取付構造１００では、図５に示すように、ブラケット３０は上部の両脇の領域６２と下部の中程の領域６４とが切り欠かれた逆Ｙ文字状の形状を有している。つまり、ブラケット３０のボルト支持部３６は、上部中程に１つの上側締結部３６ａが設けられ、下部の両側には２つの下側締結部３６ｂが設けられている。このように構成することによって、上部の領域６２にステレオカメラの２つの撮像エリアを配置し、下部中程の領域６４にバックミラーの取付部を配置することができる。このように、ブラケット３０の切り欠き部に前方視界を遮る要素を配置することで、前方視界を遮る範囲をコンパクトに小さくすることができる。
【００３４】
次に、このように構成された車載センサ取付構造１００の特徴を説明する。
車載センサ取付構造１００は、ボルト４０は、ウインドシールド１０と頭部の間に隙間が形成されるように、ブラケット３０に溶接固定されており、センサユニット２０は、センサユニット２０に設けた取付孔２４に、ボルト４０の軸部４４が貫通してねじ部４６にナット５０が螺合されることによってブラケット３０に固定される。このため、センサユニット２０の交換等を容易にしつつ、センサユニット２０の取付位置の精度を確保することができる。また、ボルト４０にナット５０が締結固定されるから、質量の大きなセンサユニットであっても安定的に保持することができる。さらに、車両の振動があったとしてもセンサユニット２０の位置が変化は抑制され、センサユニット２０の位置精度を確保できる。また、ボルト４０の頭部４２がブラケット３０に溶着固定されていることで、ボルト４０からナット５０を緩めた際にボルト４０がウインドシールド１０に接触する可能性が小さくなる。このため、ブラケット３０とウインドシールド１０の間の距離を短くして、車内側への出っ張りを減らしてドライバーに与える圧迫感を軽減することが可能になる。また、ボルト４０の山崩れを補修する際にウインドシールド１０から離れた位置で作業できるから、ウインドシールド１０を傷つける可能性を小さくすることができる。また、センサユニット２０を取外す作業でウインドシールド１０を傷つける心配が少ないから作業が容易になる。
【００３５】
車載センサ取付構造１００は、ブラケット３０には複数の箇所にガイド孔３９が穿設され、センサ筐体２２にはガイド孔３９に対応する位置にガイドピンが立設されている。このため、ガイド孔３９にガイドピンを嵌めることで、ブラケット３０に対するセンサユニット２０の位置決めができ、センサユニット２０の位置変化を抑制することができる。また、軸部４４に対する取付孔２５の大きさを大きくして、センサユニット２０の取付け作業の負担を軽くすることができる。
【００３６】
車載センサ取付構造１００は、ブラケット３０のボルト支持部３６は、上部中程に１つの上側締結部３６ａが設けられ、下部の両側には２つの下側締結部３６ｂが設けられている。このため、ブラケット３０は上部の両脇の領域６２と下部の中程の領域６４とに切り欠き部を有する逆Ｙ文字状に形成することができる。ステレオカメラの２つの撮像エリアを領域６２に配置して、バックミラーの取付部を領域６４に配置することが可能になり、前方視界を遮る範囲を小さくしてドライバーの圧迫感を緩和することができる。
【００３７】
車載センサ取付構造１００は、ブラケット３０のセンサ支持部３４に中孔３４ａを有するから、ブラケット３０を軽量化できる。また、車載センサ取付構造１００は、ブラケット３０に中孔３４ａを囲むリブである側辺リブ３４ｄと底辺リブ３４ｃを有するから、中孔３４ａの周辺の強度を向上することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【００３９】
実施の形態では、ウインドシールドが車両の前方側に設けられるフロントウインドシールドである場合について説明したがこれに限られない。ウインドシールドは例えば車両の後方側に設けられるリアウインドシールドであってもよい。なお、リアウインドシールドはリアガラスと称されることがある。
【００４０】
説明に使用した図面では、部材の関係を明瞭にするために一部の部材の断面にハッチングを施しているが、当該ハッチングはこれらの部材の素材や材質を制限するものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１００  車載センサ取付構造、  １０  ウインドシールド、  ２０  センサユニット、
２１  取付部、  ２２  センサ筐体、  ２４  取付孔、  ２８  センサ、
３０  ブラケット、  ３２  シールド固定部、  ３４  センサ支持部、
３６  ボルト支持部、  ３９  ガイド孔、  ４０  ボルト、  ４２  頭部、
４４  軸部、  ４６  ねじ部、  ５０  ナット。
【図１】
0006459988.tif 000002
【図２】
0006459988.tif 000003
【図３】
0006459988.tif 000004
【図４】
0006459988.tif 000005
【図５】
0006459988.tif 000006