JP7042771B2 - 凹面鏡 - Google Patents

Description

本発明は、凹面鏡に関する。

一般に、車両や航空機などの移動体においてウインドスクリーン側に虚像表示を行う装置として、ヘッドアップディスプレイ装置が知られている。

ヘッドアップディスプレイ装置は、例えば車両のインストルメントパネルの内部に取り付けられ、主に、光源、表示器、及び光源からの光を受けて表示器が発する表示光の虚像をフロントガラス側に投影するための凹面鏡を有するミラーユニットを備える（特許文献１参照）。

特開２０１６－３８５１５号公報

ところで、ヘッドアップディスプレイ装置は、表示領域の拡大が望まれているため、虚像を投影するための凹面鏡の反射面を拡大することが求められている。凹面鏡は、反射面の面積を拡大しつつ、耐久性や剛性などを確保して表示される虚像の精度を高めるために、ガラス製を用いることが望まれている。

しかしながら、ガラス製の凹面鏡は、樹脂製の凹面鏡と異なり、この凹面鏡をヘッドアップディスプレイ装置や車両などの構造体に取り付けるためのブラケットを凹面鏡本体と一体で構成することが難しかった。また、ガラス製の凹面鏡は、反射面及びその反対側の面である裏面の表面が平滑である。このため、従来のガラス製の凹面鏡は、ブラケットを凹面鏡本体の外周を囲む枠形状に形成する必要があり、部品構成が複雑化していた。また、従来のガラス製の凹面鏡は、ブラケットの枠形状により、反射面の実効的な面積を拡大することが阻害されていた。

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、簡易な構成で構造体に取り付けることができる凹面鏡を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る凹面鏡は、ガラス製の凹面鏡本体と、光不透過性を有する材料により形成されている少なくとも一つのブラケットと、前記ブラケットを前記凹面鏡本体の反射裏面に接着する紫外線硬化性を有する接着剤と、を備え、前記ブラケットは、前記接着剤を介して前記凹面鏡本体の反射面とは反対側の面である反射裏面に接着される接着面部と、一端が前記接着面部に面し他端が前記接着面部とは反対側の面である外側面に面し前記接着面部と前記外側面とを貫通する複数の貫通孔と、を備える。

本発明の一態様に係る凹面鏡において、前記ブラケットは、前記反射裏面において前記凹面鏡本体の外周端部よりも内側に接着されている。

本発明の一態様に係る凹面鏡において、前記ブラケットは、前記貫通孔の前記一端の外周に前記貫通孔よりも拡径されている拡径部を備える。

本発明の一態様に係る凹面鏡において、前記貫通孔は、格子状に配列されている。

本発明の一態様に係る凹面鏡において、前記接着面部は、前記反射裏面の面形状に沿った形状を有している。

本発明の一態様に係る凹面鏡において、前記接着剤と前記接着面部との間に設けられているプライマーを備える。

本発明の一態様に係る凹面鏡において、前記接着剤は、反射裏面側または前記貫通孔の他端側の少なくともいずれか一方から照射される紫外光が前記凹面鏡本体に形成されている反射膜の裏面により反射されて前記接着面部と前記反射裏面との間に到達することで硬化する。

本発明に係る凹面鏡によれば、簡易な構成で構造体に取り付けることができる。

本発明の実施の形態に係る凹面鏡の構成を概略的に示す斜視図である。 図１に示す凹面鏡の構成を概略的に示す断面図である。 図１に示す凹面鏡の構成を概略的に示す断面図である。 図１に示す凹面鏡本体の斜視図である。 図４に示す凹面鏡本体の斜視図である。 図１に示すブラケットを示す背面図である。 図６に示すブラケットを示す正面図である。 図１に示す凹面鏡において、接着剤の硬化工程を概略的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る凹面鏡１について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る凹面鏡１の構成を概略的に示す斜視図である。また、図２及び図３は、凹面鏡１の構成を概略的に示す断面図である。

以下の説明において、図１における凹面鏡１の凹面鏡本体１０の長手方向（横方向、幅方向）をｘ軸方向、ｘ軸に直交する凹面鏡本体１０の短手方向（縦方向、高さ方向）をｙ軸方向、ｘ軸及びｙ軸それぞれに直交する凹面鏡本体１０を貫く方向（奥行方向）をｚ軸方向と定める。また、以下の説明において、凹面鏡１の反射面１１に向かい合う側を正面とし、図１に示す凹面鏡１の反射裏面１２に向かい合う側を背面とする。

図１から図３に示すように、本実施の形態に係る凹面鏡１は、ガラス製の凹面鏡本体１０と、光不透過性を有する材料により形成されている少なくとも一つのブラケット２０と、ブラケット２０を凹面鏡本体１０の反射裏面に接着する紫外線硬化性を有する接着剤３０と、を備え、ブラケット２０は、接着剤３０を介して凹面鏡本体１０の反射面１１とは反対側の面である反射裏面１２に接着される接着面部２２と、一端が接着面部２２に面し他端が接着面部２２とは反対側の面である外側面２３に面し接着面部２２と外側面２３とを貫通する複数の貫通孔２４と、を備える。以下、凹面鏡１の構成を具体的に説明する。

［凹面鏡本体の構成］
図４及び図５は、凹面鏡本体１０の斜視図である。図４は、凹面鏡本体１０を凹形状に形成されている反射面１１に向かって見た図である。また。図５は、凹面鏡本体１０を反射面１１の反対側の面である反射裏面１２に向かって見た図である。図４及び図５に示すように、凹面鏡本体１０は、湾曲した凹形状に形成されている鏡面である反射面１１と、反射面１１の反対側の面である反射裏面１２と、反射面１１及び反射裏面１２の外周の縁部に形成されている外周端部１３とを備える。凹面鏡本体１０は、ガラス製であり、反射面１１の側にアルミニウムなどの金属が蒸着されている反射膜１４により光の反射作用を得ている。凹面鏡本体１０は、反射面１１の側が凹形状に形成されているものであれば、形状、寸法、曲率の程度などは特に限定されない。

［ブラケットの構成］
ブラケット２０は、凹面鏡１の凹面鏡本体１０の反射裏面１２に少なくとも一つ以上（例えば、図１に示すように５個）が設けられている。図１に示すように、ブラケット２０は、凹面鏡本体１０の反射裏面１２において凹面鏡本体１０の外周端部１３よりも内側（中央部寄り）に接着されている、つまり、ブラケット２０は、凹面鏡本体１０の外周端部１３よりもｘ軸方向及びｙ軸方向のいずれの方向においても外側には突出していない。

図６は、ブラケット２０を示す背面図である。図７は、ブラケット２０を示す正面図である。図６及び図７に示すように、ブラケット２０は、ブラケット本体２１と、接着面部２２と、外側面２３と、貫通孔２４と、拡径部２５と、ボス部２６とを備える。

ブラケット本体２１は、ブラケット２０の全体形状を定めている。ブラケット本体２１は、光不透過性を有する材料、例えば樹脂材料により形成されている。ブラケット２０は、凹面鏡本体１０の長手方向（ｘ軸方向）の長さよりも短手方向（ｙ軸方向）の長さが長い、正面視略正方形状に形成されている。

接着面部２２は、ブラケット本体２１の正面に設けられていて、ｘ軸方向及びｙ軸方向に所定の面積を有する。接着面部２２は、凹面鏡本体１０の反射裏面１２の面形状に沿った形状、例えば凹面鏡本体１０が所定の曲率の三次元曲面である場合には、これに対応した曲率の三次元曲面形状を有している。接着面部２２は、凹面鏡本体１０の反射面１１とは反対側の面（背面）である反射裏面１２に精度よく接着される。なお、接着面部２２は、反射裏面１２に接着することができれば形状を問わない。

外側面２３は、ブラケット本体２１の背面に設けられていて、接着面部２２と同様にｘ軸方向及びｙ軸方向に所定の面積を有する。外側面２３は、例えば、接着面部２２と同様に凹面鏡本体１０の反射裏面１２の面形状に沿った形状を有していてもよいが、その形状はこれに限定されない。

貫通孔２４は、図２に示すように、ブラケット本体２１においてｚ軸方向（厚み方向）に延びる孔である。貫通孔２４は、一端が正面側の接着面部２２に面し他端が背面側の外側面２３に面し、接着面部２２と外側面２３とを貫通している。図６及び図７に示すように、貫通孔２４は、ブラケット本体２１において複数設けられていて、例えば、格子状にｘ軸方向及びｙ軸方向に均等または略均等な間隔で配列されている。貫通孔２４は、正面視において例えば丸孔形状である。

拡径部２５は、図２に示すように、貫通孔２４それぞれの一端側、つまり接着面部２２側の端部の外周に設けられている。拡径部２５は、貫通孔２４よりも拡径されている。図７に示すように、拡径部２５は、正面視において例えば四角穴形状に形成されている。拡径部２５は、貫通孔２４とともにブラケット本体２１において複数設けられていて、例えば、格子状にｘ軸方向及びｙ軸方向に均等または略均等な間隔で配列されている。貫通孔２４及び拡径部２５が設けられていることにより、ブラケット本体２１の接着面部２２は、複数の拡径部２５の間及び外周縁において升目状に形成されている。

ボス部２６は、ブラケット本体２１の外側面２３に設けられている。ボス部２６は、ブラケット２０を介して凹面鏡１を固定する対象物（例えば、不図示のヘッドアップディスプレイ装置のハウジング、ヘッドアップディスプレイ装置を搭載する車両など不図示の移動体の構造体）に取り付けられる不図示の相手側ボス部と係合する。ボス部２６の形状、位置などは、図１及び図６に示す例には限定されない。

接着剤３０は、図２及び図３に示すように、ブラケット本体２１の接着面部２２と凹面鏡本体１０の反射裏面１２との間に設けられている。接着剤３０は、ブラケット２０を凹面鏡本体１０の反射裏面１２に接着するための、低応力の紫外線硬化性を有する接着剤である。接着剤３０と反射裏面１２との間には、ガラスへの接着性を高めるとともに応力緩和作用を有するプライマー３１が設けられていてもよい。接着剤３０とプライマー３１は、接着面部２２と反射裏面１２との間において均一に塗られていることが望ましい。

［凹面鏡の作用］
次に、以上説明した構成を備える凹面鏡１の作用について説明する。凹面鏡１は、以上説明したように凹面鏡本体１０の反射裏面１２に、紫外線硬化性を有する接着剤３０を用いてブラケット２０を接着する。反射裏面１２に接着される際に、ブラケット２０は、接着面部２２が反射裏面１２と向かい合うように配置される。接着面部２２には、あらかじめ接着剤３０及びプライマー３１が塗布されている。凹面鏡本体１０は、反射裏面１２がブラケット２０の接着面部２２側を向くように接合される。凹面鏡本体１０とブラケット２０とを接合した後、上記治具により双方の位置ずれを抑制し、紫外光を用いて接着剤３０の硬化工程を行う。

図８は、凹面鏡１において、接着剤３０の硬化工程を概略的に示す断面図である。図８に示すように、紫外光は、ＵＶ照射機１００により、凹面鏡本体１０の反射裏面１２の外側から反射裏面１２に向けて照射される。ブラケット２０は、凹面鏡本体１０の反射裏面１２において、複数に分割されて配置されている。このため、反射裏面１２においてブラケット２０が配置されていない領域は、ＵＶ照射機１００から照射された紫外光ＵＶ１が透過可能である。ＵＶ照射機１００から照射された紫外光ＵＶ１は、反射裏面１２に直接入射する。反射裏面１２に入射した紫外光ＵＶ１は、凹面鏡本体１０に形成されているアルミ増反射膜などの反射膜１４の裏面により反射される。反射膜１４の裏面により反射された紫外光ＵＶ１は、反射裏面１２と接着面部２２との間に設けられている接着剤３０に到達する。接着剤３０は、紫外光ＵＶ１に照射されることで硬化する。

つまり、凹面鏡１によれば、ブラケット２０が複数に分割されているため、反射裏面１２においてブラケット２０が配置されていない領域に照射された紫外光ＵＶ１によって接着剤３０を硬化させることができる。

また、ＵＶ照射機１００から照射された紫外光ＵＶ２は、ブラケット本体２１の外側面２３に形成されている貫通孔２４から反射裏面１２と接着面部２２との間にある接着剤３０に入射する。接着剤３０を透過した紫外光ＵＶ２は、反射裏面１２に入射する。反射裏面１２に入射した紫外光ＵＶ２は、紫外光ＵＶ１と同様に反射膜１４の裏面により反射される。反射膜１４の裏面により反射された紫外光ＵＶ２は、反射裏面１２と接着面部２２との間にある接着剤３０に到達する。接着剤３０は、紫外光ＵＶ２に照射されることで硬化する。このように、接着剤３０は、ブラケット２０に貫通孔２４が設けられているため、紫外光ＵＶ１とは異なる経路を経た紫外光ＵＶ２により照射される。

反射膜１４の裏面により反射された紫外光ＵＶ２は、複数の経路を経て反射裏面１２と接着面部２２との間にある接着剤３０に到達する。接着剤３０は、紫外光ＵＶ２に照射されることにより硬化する。接着剤３０が硬化することにより、凹面鏡１において、凹面鏡本体１０にブラケット２０が固定される。

以上のように、凹面鏡１によれば、接着剤３０の硬化に用いられる紫外光ＵＶ２の利用効率を向上できる。従って、凹面鏡１によれば、ブラケット２０が貫通孔２４を備えることで、接着剤３０が硬化するまでの時間を短縮し、製造時の作業性を向上することができる。

以上のように構成されている凹面鏡１は、紫外線硬化性を有する接着剤３０を用いて、ガラス製の凹面鏡本体１０の内側にブラケット２０が取り付けられている。このため、凹面鏡１において、ブラケット２０は、凹面鏡本体１０の外周を囲むような枠形状に形成する必要がない。凹面鏡本体１０の内側に接着剤３０を用いてブラケット２０が取り付けられていることにより、凹面鏡１は、凹面鏡本体１０における外周の端部まで反射面として利用可能となる。このため、凹面鏡１によれば、反射面として利用できる面積を最大化することができる。

また、ブラケット２０は、光不透過性を有する材料により形成されていて、接着面部２２と外側面２３とを貫通する複数の貫通孔２４が設けられている。貫通孔２４は、上述したように、接着剤３０の硬化工程においてＵＶ照射機１００からの紫外光ＵＶ２を透過させて、紫外光ＵＶ２を接着剤３０が塗布されている接着面部２２全体に行き渡らせることができる。また、貫通孔２４が設けられていることにより、接着剤３０は、接着面部２２と反射裏面１２との間において平面方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）のみならず、立体的（ｚ軸方向）にも行き渡ることができる。このため、凹面鏡１において、ブラケット２０は、ガラス製の凹面鏡本体１０の反射裏面１２に確実に固定される。さらに、貫通孔２４が設けられていることにより、接着剤３０の内部で発生した気泡が貫通孔２４を介して外部へ排出することができる。

［実施形態の効果］
以上のように、凹面鏡１は、硬化時の応力が低い紫外線硬化性を有する接着剤３０を用いて凹面鏡本体１０にブラケット２０を取り付けるため、ガラス製の凹面鏡本体１０の割れが抑制されるとともに、凹面鏡本体１０における反射面１１の全域を反射面として使用することができる。また、凹面鏡１は、ブラケット２０が複数に分割されるとともに貫通孔２４を有することにより、複数の経路を経た紫外光ＵＶ１，ＵＶ２により接着剤３０を照射することが可能となる。さらに、凹面鏡１は、貫通孔２４を経て接着剤３０を透過した紫外光ＵＶ２が反射面１１で反射され再度、接着剤３０に入射するので接着剤３０が硬化するまでの時間を短縮し、生産性を向上することができる。

ブラケット２０は、貫通孔２４が格子状に配列されている。また、ブラケット２０は、接着面部２２が反射裏面１２の面形状に沿った形状を有している。さらに、接着剤３０と接着面部２２との間に設けられているプライマー３１を備える。以上、凹面鏡１によれば、ブラケット２０は、ガラス製の凹面鏡本体１０の反射裏面１２に対してより確実に固定される。

ブラケット２０は、凹面鏡本体１０の反射裏面１２において外周端部１３よりも内側に接着されているため、凹面鏡１の全体としての構成を小型化することができる。

ブラケット２０は、貫通孔２４の外周に拡径部２５を備えるため、接着剤３０をより立体的（ｚ軸方向）に行き渡らせることができる。このため、凹面鏡１において、ブラケット２０は、ガラス製の凹面鏡本体１０の反射裏面１２に対して確実に固定される。

従って、凹面鏡１によれば、簡易な構成で構造体に取り付けることができる。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の凹面鏡を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１…凹面鏡、１０…凹面鏡本体、１１…反射面、１２…反射裏面、１３…外周端部、１４…反射膜、２０…ブラケット、２１…ブラケット本体、２２…接着面部、２３…外側面、２４…貫通孔、２５…拡径部、２６…ボス部、３０…接着剤、３１…プライマー、１００…照射機

Claims (6)

1. ガラス製の凹面鏡本体と、
   光不透過性を有する材料により形成されている複数のブラケットと、
   前記ブラケットを前記凹面鏡本体の反射裏面に接着する紫外線硬化性を有する接着剤と、
   を備え、
   前記ブラケットは、
   前記接着剤を介して前記凹面鏡本体の反射面とは反対側の面である反射裏面に接着される接着面部と、
   一端が前記接着面部に面し他端が前記接着面部とは反対側の面である外側面に面し前記接着面部と前記外側面とを貫通する複数の貫通孔と、
   を備え、
   前記凹面鏡本体は、前記反射裏面側から入射する光を前記反射裏面側に反射する反射膜が形成されていて、
   前記接着剤は、前記接着面部と前記反射裏面との間に塗布されていて、
   前記凹面鏡本体の反射膜の裏面は、反射裏面側または前記貫通孔の他端側の少なくともいずれか一方から照射される紫外光を前記接着面部と前記反射裏面との間に反射するように形成されている凹面鏡。
2. 前記ブラケットは、前記反射裏面において前記凹面鏡本体の外周端部よりも内側に接着されている、
   請求項１に記載の凹面鏡。
3. 前記ブラケットは、前記貫通孔の前記一端側の外周に前記貫通孔よりも拡径されている拡径部を備える、
   請求項１または２に記載の凹面鏡。
4. 前記貫通孔は、格子状に配列されている、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の凹面鏡。
5. 前記接着面部は、前記反射裏面の面形状に沿った形状を有している、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の凹面鏡。
6. 前記接着剤と前記接着面部との間に設けられているプライマーを備える、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の凹面鏡。
   

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