JP2020078986A - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化と車両が歩行者と前面衝突した際の衝撃吸収性能とを両立することができるヘッドアップディスプレイ装置を得ることを目的とする。【解決手段】ヘッドアップディスプレイ装置４０を構成するヘッドアップディスプレイ筐体４２は、車両上下方向に分割されている。また、ヘッドアップディスプレイ筐体４２は、上部を構成するアッパケース４６と、下部を構成するロアケース４８とが係合部５０によって車両前後方向の前面で互いに係合されている。さらに、この係合部５０は、ヘッドアップディスプレイ筐体４２に車両上方側から所定の荷重が入力されることによりアッパケース４６とロアケース４８の係合を解除してアッパケース４６をロアケース４８に対して車両後方側へ相対移動させる構成とされている。【選択図】図１

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイ装置に関する。

下記特許文献１には、衝撃吸収機能を有するヘッドアップディスプレイ装置の取付構造が開示されている。具体的には、インストルメントパネルの内部に設けられると共に側壁から側壁外側へ突出した取付座面を有するヘッドアップディスプレイ筐体と、このヘッドアップディスプレイ筐体の取付座面を結合可能とするインパネリインフォースメント（車体）に取り付けられたブラケットと、を含んで構成されている。これにより、ヘッドアップディスプレイ筐体はブラケットと結合されることで車体へ固定されている。

また、このヘッドアップディスプレイ筐体の取付座面には、板厚方向に切り欠きが設けられた薄肉部が形成されており、ヘッドアップディスプレイ装置に車両上下方向上側から所定の外力が加わると薄肉部が破断する構成とされている。薄肉部が破断すると、ヘッドアップディスプレイ筐体とブラケットとの結合関係が解除されて、ヘッドアップディスプレイ筐体がインパネリインフォース側へ落下する。その結果、車両が歩行者と衝突した際における歩行者への衝撃を緩和させるためのフロントウインドシールドガラス、インストルメントパネル及びカウル等の車体構造体の車両下方向への移動をヘッドアップディスプレイ装置が妨げることがない。

特開２０１０−０６４７０９号公報

しかしながら、近年の技術動向では、ヘッドアップディスプレイ装置によるフロントウインドシールドガラスへの表示画像を拡大させるために、ヘッドアップディスプレイ装置が大型化する傾向にある。上記先行技術では、ヘッドアップディスプレイ装置が大型化すると、インパネリインフォース側への落下スペースの確保が困難になり、車両が歩行者と前面衝突した際における上記衝撃緩和構造に影響を及ぼす可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、装置の大型化と車両が歩行者と前面衝突した際の衝撃吸収性能とを両立することができるヘッドアップディスプレイ装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、インストルメントパネルの内部に設けられ、車両上下方向に分割された筐体と、前記筐体の上部を構成するアッパケースと前記筐体の下部を構成するロアケースとを車両前後方向の前面で互いに係合させると共に、前記筐体に車両上方側から所定の荷重が入力されることにより前記アッパケースと前記ロアケースの係合を解除して前記アッパケースを前記ロアケースに対して車両後方側へ相対移動させる係合部と、前記筐体の内部に設けられ、フロントウインドシールドガラスに情報を画像として投光する光源部と、を有している。

請求項１に記載の本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置では、インストルメントパネルの内部に設けられた筐体の内部に光源部が設けられ、この光源部からフロントウインドシールドガラスに情報が画像として投光されている。これにより、乗員は、フロントウインドシールドガラスに映し出された虚像を見て車両情報を確認することができる。

ここで、上記筐体は車両上下方向に分割されており、筐体の上部を構成するアッパケースと筐体の下部を構成するロアケースとが係合部により車両前後方向の前面で互いに係合されている。さらに、筐体に車両上方側から所定の荷重が入力されると、上記係合部の係合が解除され、アッパケースがロアケースに対して車両後方側へ相対移動される構成となっている。このため、車両が歩行者と前面衝突し、車体に乗り上げた歩行者によって筐体に車両上方側からの荷重が入力されると、アッパケースがロアケースに対して車両後方側へ相対移動される。その結果、ロアケースの上方側には、フロントウインドシールドガラス、インストルメントパネル及びカウル等の車体構造体の車両下方向への移動を許容するストロークが確保され、衝撃を吸収することができる。

つまり、上記構成では、筐体に車両上方側からの荷重か入力された際にアッパケースを車両後方側に移動させて車両前方側又は車両上方側に配置された車体構造体の変形ストロークを確保している。そのため、筐体をこれらの車体構造体へ近接させて配置しても車両衝突時の衝撃を吸収することができる。よって、車両が歩行者と前面衝突した際の衝撃吸収性能を確保しつつ、上記車体構造体の配置された車両前方側、又は車両上方側へヘッドアップディスプレイ装置を大型化させることが可能となる。

以上説明したように、請求項１に係るヘッドアップディスプレイ装置によれば、装置の大型化と車両が歩行者と前面衝突した際の衝撃吸収性能とを両立することができるという優れた効果を奏する。

第一実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が配設された車両の車室の一部を断面で示す拡大断面図である。 （Ａ）がヘッドアップディスプレイ筐体に車両上方側からの荷重が入力された直後であり、（Ｂ）が車両上方側から入力された荷重によってヘッドアップディスプレイ筐体が変形された後の状態を示す要部拡大断面図である。

以下、図１及び図２に基づいて本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置４０について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示している。また、以下の説明で特記なく前後、上下、左右の方向を用いる場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下、進行方向を向いた場合の左右を示すものとする。

（全体構成）
まずは、ヘッドアップディスプレイ装置４０が搭載される車両１０の車室１２について説明する。図１に示されるように、車両１０の車室１２の前部に設けられたインストルメントパネル１４は、図示しない車両幅方向の両端に設けられたフロントピラー間に架け渡された略円柱状のインパネリインフォースメント１６に図示しない方法で取り付けられている。また、インストルメントパネル１４は、コラムカバー１８等を車両上下方向上側から覆っている。また、インストルメントパネル１４の車両上下方向上側の上面２０には、車両前後方向前側に後述するヘッドアップディスプレイ装置４０に対応した位置に車両上下方向に開口された開口部２４が形成されている。

インストルメントパネル１４の車両上下方向上側には、フロントウインドシールドガラス２６が設けられている。このフロントウインドシールドガラス２６は、インストルメントパネル１４の車両前後方向前側に設けられ車両１０のエンジンルーム２８と車室１２とを隔てるカウル３０と、図示しないルーフレールと、によって支持されている。

カウル３０は、車両幅方向に延在されるカウルアウタパネル３０Ａと、当該カウルアウタパネル３０Ａより車両後方側へ配置されカウルアウタパネル３０Ａと接合されたカウルインナパネル３０Ｂと、を備えている。カウルアウタパネル３０Ａとカウルインナパネル３０Ｂは、一例として鋼板製とされている。また、カウルアウタパネル３０Ａ及びカウルインナパネル３０Ｂの車両幅方向両端部は、図示しないカウルサイドを介して車両幅方向の両端に設けられたフロントピラーに固定されている。

カウルアウタパネル３０Ａは、フロントウインドシールドガラス２６の下端部の下面に沿って車両幅方向を長手方向として配置されており、フロントウインドシールドガラス２６の下端部を車両下方側から支持している。

カウルインナパネル３０Ｂは、カウルアウタパネル３０Ａと同様に車両幅方向を長手方向として配置されている。また、カウルインナパネル３０Ｂは、車両側面視で略車両上下方向に延在されており、車両後方側に開口した略Ｃ字状に形成されている。換言すると、カウルインナパネル３０Ｂには、車幅方向を長手方向とし、車両前方側へ突出する凹部３１が形成されている。

より詳細に説明すると、カウルインナパネル３０Ｂの上端部には、カウルアウタパネル３０Ａの上端部と接合される上フランジ３０Ｂ１が設けられている。上フランジ３０Ｂ１は、車両上方かつ車両後方へ延在しており、側面視で、車両上方に向かうにつれて車両後方側へ傾斜されている。この上フランジ３０Ｂ１の傾斜方向は、フロントウインドシールドガラス２６の傾斜方向に略一致している。

また、カウルインナパネル３０Ｂは、上フランジ３０Ｂ１の下端部から車両下方かつ若干車両前方側に延在された上前面部３０Ｂ２と、上前面部３０Ｂ２の下端部から車両下方かつ若干車両後方側へ延在された下前面部３０Ｂ３と、下前面部３０Ｂ３の下端部から車両後方側へ延材された下フランジ３０Ｂ４とを備えている。さらに、下フランジ３０Ｂ４の後端部は、カウルアウタパネル３０Ａの下端部と共に後述する第二延設部材３６の前端部に締結部材（符号省略）を用いて固定されている。このように、カウルアウタパネル３０Ａとカウルインナパネル３０Ｂはそれぞれの上端部と下端部が互いに固定され、車幅方向に沿った側面視で環状をなしている。

なお、カウルインナパネル３０Ｂでは、車両前部に歩行者が衝突した際にフロントウインドシールドガラス２６を介して上フランジ３０Ｂ１に車両上方側から荷重が入力される。そして、上前面部３０Ｂ２と下前面部３０Ｂ３を繋ぐ屈曲部３０Ｃを起点にカウルインナパネル３０Ｂが折り曲げられて衝撃を吸収する構成とされている（図２（Ｂ）参照）。なお、図１では、車両に衝突した歩行者に見立てたバリアＶを示し、バリアＶからフロントウインドシールドガラス２６に入力される荷重を矢印Ｆ１で示している。

図１に示されるように、インパネリインフォースメント１６におけるコラムカバー１８に対応した位置には、第一延設部材３２が取り付けられている。この第一延設部材３２の車両上下方向上側かつ車両前後方向前側に設けられた前方斜面３４には、第二延設部材３６が取り付けられている。この第二延設部材３６の車両上下方向上側に設けられた第二延設部材上面３７における車両前後方向で略中央部には、ブラケット３８が立設して取り付けられている。

ブラケット３８には、板厚方向（略車両前後方向）に貫通されビス７２を挿通可能な締結孔（符号省略）が形成されている。この締結孔は、後述するヘッドアップディスプレイ装置４０を構成するロアケース４８に設けられた取付部７０に対応している。

（ヘッドアップディスプレイ装置）
図１に示されるように、インストルメントパネル１４の内部かつインパネリインフォースメント１６の上方には、ヘッドアップディスプレイ装置４０が設けられている。また、ヘッドアップディスプレイ装置４０の車両前後方向の前部は、カウルインナパネル３０Ｂの凹部３１に収容されている。このヘッドアップディスプレイ装置４０は、一例として樹脂製の中空箱状に形成されたヘッドアップディスプレイ筐体４２を備えており、当該ヘッドアップディスプレイ筐体４２の内部にはＬＥＤ等により構成された光源部４４などが配設されている。なお、ヘッドアップディスプレイ筐体４２が本発明における「筐体」に相当する。

ヘッドアップディスプレイ筐体４２は、車両上下方向の上部を構成するアッパケース４６と車両上下方向の下部を構成するロアケース４８とによって構成されている。すなわち、ヘッドアップディスプレイ装置４０は、車両上下方向に分割されている。また、アッパケース４６とロアケース４８は、アッパケース４６の車両前後方向の前面に設けられた係合部５０がロアケース４８の車両前後方向の前面に設けられた被係合部５２に係合されることにより互いに係合されている。

アッパケース４６の上面５４は、車両上下方向下側へ向かって凸となる円弧形状とされており、板厚方向に貫通された光投射口５６が形成されている。この光投射口５６には、光が透過する透過カバー５８が取り付けられている。ヘッドアップディスプレイ装置４０は、車両情報が画像として光源部４４から投光され、当該画像が透過カバー５８及びインストルメントパネル１４の開口部２４を通ってフロントウインドシールドガラス２６に虚像として映し出される構成とされている。なお、車両情報は、一例として、車両１０の走行速度や道路の制限速度等である。

図２（Ａ）に示されるように、アッパケース４６の車両前後方向の前面６０は、車両上方側へ向かうにつれ、車両後方側へ傾斜した荷重入力面６０Ａと、荷重入力面６０Ａの下端部から車両下方に延在された前壁部６０Ｂとを備えている。荷重入力面６０Ａは、上述したカウルインナパネル３０Ｂの上フランジ３０Ｂ１と略平行となる向きに傾斜され、かつ、上フランジ３０Ｂ１に対向して配置されている。また、荷重入力面６０Ａと前壁部６０Ｂの境界部分には、内側面にノッチ６２が形成されている。このノッチ６２は、車幅方向に沿って形成されており、連続した直線状に形成されていてもよく、不連続な破線状に形成してもよい。

前壁部６０Ｂの下端部には、アッパケース４６とロアケース４８の結合状態においてヘッドアップディスプレイ装置４０の内部に配置される係合部５０が一体に形成されている。

係合部５０は、前壁部６０Ｂの下端部から車両下方側に延在されたアッパ傾斜面５０Ａと、アッパ傾斜面５０Ａの下端部に一体に形成された係合爪６４を備えている。アッパ傾斜面５０Ａは、車両下方側に向かうにつれて車両後方側へ傾斜して延在している。また、係合爪６４は、アッパ傾斜面５０Ａの下端部から車両下方に延在されると共に、先端部が車両前方側へ突出された爪形状とされている。

一方、ロアケース４８の前面６６には、ロアケース４８の底面６８の車両前後方向前端部から車両上方側へ立設された前壁部６６Ａと、前壁部６６Ａの上端から車両上方かつ車両前方側へ延在されたロア傾斜面６６Ｂとを備えている。前壁部６６Ａの上部には、上述したアッパケース４６の係合部５０を構成する係合爪６４が係合される被係合部５２が形成されており、当該被係合部５２にロアケース４８の内側から係合爪６４が係合されている。

ロア傾斜面６６Ｂは、前壁部６６Ａの上端部から車両上方かつ車両前方側へ延在されており、車両上方に向かうにつれて車両前方側へ傾斜されている。ロア傾斜面６６Ｂは係合部５０のアッパ傾斜面５０Ａに略平行に配置されており、アッパケース４６とロアケース４８の結合状態でアッパ傾斜面５０Ａに当接している。

また、図１に示されるように、ロアケース４８の車両前後方向後端部には、上述した第二延設部材上面３７から立設されたブラケット３８に対応する取付部７０が配設されている。取付部７０は、一例として、ロアケース４８の車両前後方向後端部かつ車両幅方向両側面から突出された取付座面とされている。取付部７０には、板厚方向（略車両前後方向）に貫通され、ビス７２が挿通可能な締結孔（符号省略）が設けられている。ヘッドアップディスプレイ装置４０を車体（インパネリインフォースメント１６）に固定するときには、取付部７０の締結孔とブラケット３８の締結孔にビス７２を挿通させて、締結させる構成とされている。

（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置４０では、インストルメントパネル１４の内部に設けられたヘッドアップディスプレイ筐体４２の内部に光源部４４が設けられている。また、この光源部４４からフロントウインドシールドガラス２６へ車両情報の画像が投光されている。これにより、乗員は、フロントウインドシールドガラス２６に映し出された虚像を見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筐体４２は車両上下方向に分割されており、ヘッドアップディスプレイ筐体４２の上部を構成するアッパケース４６とヘッドアップディスプレイ筐体４２の下部を構成するロアケース４８を備えている。また、ヘッドアップディスプレイ筐体４２の前面では、アッパケース４６の係合部５０がロアケース４８の被係合部５２に係合されて互いに係合されている。

ここで、図１に示されるように、車両が歩行者に前面衝突すると、フロントウインドシールドガラス２６に対して車両上方側から荷重が入力される（矢印Ｆ１参照）。次いで、フロントウインドシールドガラス２６を介してカウルインナパネル３０Ｂの上フランジ３０Ｂ１に荷重が伝達される。上フランジ３０Ｂ１が車両下方側へ移動すると、上フランジ３０Ｂ１と対向配置されたアッパケース４６の荷重入力面６０Ａに車両上方側から荷重が入力される。

そして、荷重入力面６０Ａに車両上方側から荷重が入力されると、係合部５０を構成するアッパ傾斜面が当接するロアケース４８のロア傾斜面６６Ｂに支持されながら車両下方側かつ車両後方側へ斜めに移動する（図２（Ａ）の矢印Ｆ２参照）。これにより、アッパケース４６に設けられた係合爪６４とロアケース４８に設けられた被係合部５２との結合状態が解除される。その結果、図２（Ｂ）に示されるように、アッパケース４６がロアケース４８に対して車両後方側へ相対移動する（図２の矢印Ｆ４参照）。

上記作用により、ロアケース４８の上方側にフロントウインドシールドガラス２６、インストルメントパネル１４及びカウル３０等の車体構造体の車両下方向への移動を許容するストロークが確保され、衝撃を吸収することができる。

換言すると、本実施形態のヘッドアップディスプレイ装置４０では、ヘッドアップディスプレイ筐体４２に車両上方側からの荷重が入力された際にアッパケース４６を車両後方側に移動させて車両前方側に配置された車体構造体の変形ストロークを確保できる。そのため、ヘッドアップディスプレイ筐体４２をこれらの車体構造体へ近接させて配置しても車両衝突時の衝撃を吸収することができる。よって、車両１０が歩行者と前面衝突した際の衝撃吸収性能を確保しつつ、上記車体構造体の配置された車両前方側、又は車両上方側へヘッドアップディスプレイ装置４０を大型化させることができる。

また、本実施形態では、カウルインナパネル３０Ｂに車両前方側へ突出する凹部３１を設け、当該凹部３１の内側にヘッドアップディスプレイ装置４０の前部を配置している。さらに、上述したヘッドアップディスプレイ装置４０の作用により、車両が歩行者と衝突すると、アッパケース４６が車両後方側へ移動して、カウルインナパネル３０Ｂの変形ストロークを確保することができる。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置４０を車両前方側（カウル３０側）へ大型化させると共に、カウル３０で衝突時の衝撃を効果的に吸収させることができる。

また、本実施形態では、カウルインナパネル３０Ｂの上フランジ３０Ｂ１とアッパケース４６の荷重入力面６０Ａが略平行に配置されると共に、対向している。このため、カウルインナパネル３０Ｂに入力された荷重を効率的にアッパケース４６に伝達することができ、アッパケース４６を車両後方側へ迅速に移動させることができる。これにより、車両１０の歩行者保護性能を一層向上させることができる。

また、図２（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、アッパケース４６の荷重入力面６０Ａに車両上方側からの荷重が入力されると、アッパケース４６に設けられた係合爪６４とロアケース４８に設けられた被係合部５２との結合状態が解除される。次いで、アッパケース４６の前壁部６０Ｂがロア傾斜面６６Ｂに支持されるとともに、ノッチ６２を起点に荷重入力面６０Ａへ近づく方向に回動しながら変形する（矢印Ｆ３参照）。これにより、アッパケース４６でも衝撃エネルギーを吸収することができる。

さらに、前壁部６０Ｂが荷重入力面へ近づく方向に回動しながら変形することに伴いアッパケース４６の上面５４が車両下方側へ移動することができる。つまり、アッパケース４６は、ロアケース４８に対して車両後方側に相対移動すると共に、車両下方側に移動することができる。これにより、フロントウインドシールドガラス２６、インストルメントパネル１４及びカウル３０等の車体構造体の車両下方向への移動を許容するストロークを一層拡大させることができ、車両１０の歩行者保護性能を向上させることができる。

［補足説明］
なお、本実施形態では、ヘッドアップディスプレイ筐体４２は、アッパケース４６に設けられた係合爪６４がロアケース４８に設けられた被係合部５２に係合する構成としたが本発明はこれに限らない。ロアケース４８に係合爪を設けて、アッパケース４６に設けた被係合部に係合させてもよい。一例として、ロアケース４８のロア傾斜面６６Ｂの上端部に車両上方側へ延在され、先端部が車両後方側へ突出された爪形状の係合部を設け、アッパケース４６の前壁部６０Ｂにロアケース４８側の係合爪係合可能な被係合部を設ける構成としてもよい。

また、本実施形態では、カウルインナパネル３０Ｂに凹部３１を設け、凹部３１の内部にヘッドアップディスプレイ装置４０の前部を収容する構成としたが、本発明はこれに限らない。凹部３１を有しないカウルインナパネルを適用してもよく、カウルインナパネルの車両後方側にヘッドアップディスプレイ装置４０を配設する構成としてもよい。

４０ ヘッドアップディスプレイ装置
１４ インストルメントパネル
２６ フロントウインドシールドガラス
４２ ヘッドアップディスプレイ筐体（筐体）
４４ 光源部
４６ アッパケース
４８ ロアケース
５０ 係合部

Claims (1)

1. インストルメントパネルの内部に設けられ、車両上下方向に分割された筐体と、
   前記筐体の上部を構成するアッパケースと前記筐体の下部を構成するロアケースとを車両前後方向の前面で互いに係合させると共に、前記筐体に車両上方側から所定の荷重が入力されることにより前記アッパケースと前記ロアケースの係合を解除して前記アッパケースを前記ロアケースに対して車両後方側へ相対移動させる係合部と、
   前記筐体の内部に設けられ、フロントウインドシールドガラスに情報を画像として投光する光源部と、
   を有するヘッドアップディスプレイ装置。