JPWO2017051780A1 - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造 - Google Patents

Abstract

車両用ヘッドアップディスプレイ装置の放熱性能を向上できるようにした車体搭載構造を提供する。一部が熱伝導性筐体（２２ａ）（熱伝導部材）で形成されたケーシング（２２）（車両用ヘッドアップディスプレイ装置）を、熱伝導性筐体（２２ａ）と車体強度部材（４）（ステアリングメンバ）との間に架設された後方側ブラケット（４０ｅ，４０ｆ）（第１架設支持部材）と、熱伝導性筐体（２２ａ）と車室前壁パネル（１）（ダッシュパネル）との間に架設された前方側ブラケット（４０ｄ）（第２架設支持部材）と、にそれぞれ固定する。そして、後方側ブラケット（４０ｅ，４０ｆ）（第１架設支持部材）と前方側ブラケット（４０ｄ）（第２架設支持部材）は、少なくとも一方が熱伝導性を有する部材とされる。

Description

本件は、運転席の前方に虚像を結像させて必要な情報を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造に関するものである。

昨今、車両のフロントウインドウに表示像を投影して運転者の前方に虚像を結像させ、運転中であっても、視線を前方からそらすことなく表示像を視認することが可能な車両用ヘッドアップディスプレイ装置が実用化されている。

例えば、曲面状のフロントウインドウ越しに虚像を表示する車両用ヘッドアップディスプレイ装置が提案されている。このような車両用ヘッドアップディスプレイ装置にあっては、表示像を表示するための表示器として設置された液晶パネルを背面側から照明する照明光源が発生する熱、および、車外から表示器の内部に進入する太陽光による熱が、表示器の内部に停留することで、液晶パネルの温度が上昇するような不具合を防止するために、表示器に放熱部材（ヒートシンク）を備えた放熱器を設けていた（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−１７４８５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された車両用ヘッドアップディスプレイ装置にあっては、放熱部材（ヒートシンク）を備えた放熱器を設けているため、表示器（ヘッドアップディスプレイ装置本体）のサイズが無用に大型化して、インストルメントパネルの内部への収容性が悪化していた。

特に、このような車両用ヘッドアップディスプレイ装置においては、虚像の視認性を上げるために表示像の拡大率を上げて、より大きな虚像をより遠方に表示させようとすると、より一層明るい光源を使用する必要があった。このような場合には、より多くの発熱を伴うため、放熱量を増加させる必要性が生じる。すると、必然的に、より大きな放熱部材（ヒートシンク）を使用する必要があるため、表示器（ヘッドアップディスプレイ装置本体）のサイズをより一層大型化する必要があった。これにより、表示器のインストルメントパネルへの収容性がさらに悪化してしまうという問題があった。

本件は、このような問題点に鑑みなされたもので、放熱部材の設置に伴う表示器（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の無用な大型化を招くことなく、必要な放熱性能を有する車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本件は、
車室前壁を構成するダッシュパネルと、該ダッシュパネルの車両後方側に設置されたステアリングメンバとの間に、車両用ヘッドアップディスプレイ装置のケーシングが配設されて、インストルメントパネルで覆われており、
前記ケーシングの一部は熱伝導部材で形成されており、
該熱伝導部材は、熱伝導部材と前記ステアリングメンバとの間に架設された少なくとも一つの第１架設支持部材と、
前記熱伝導部材と前記ダッシュパネルとの間に架設された少なくとも一つの第２架設支持部材と、に対してそれぞれ固定されており、
前記第１架設支持部材と前記第２架設支持部材は、少なくとも一方が熱伝導性を有していることを特徴とする。

本件に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置によれば、上記した構成とすることによって、表示像を生成して投影するケーシングの内部で発生した熱が、熱伝導部材と、熱伝導部材に締結固定された第１架設支持部材，第２架設支持部材のうちの熱伝導性を有するものと、を介して、ステアリングメンバやダッシュパネルに伝わって放熱されるため、別部材として放熱部材を設置することなくケーシング内部の放熱を行うことができる。したがって、表示像を投影するケーシングの小型化を図ることができ、これによって、インストルメントパネル内部におけるケーシングのレイアウト自由度を向上させることができる。

本件の一実施形態である実施例１に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を備えたインストルメントパネルの縦断面図である。 図１に示した車両用ヘッドアップディスプレイ装置のケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の拡大縦断面図である。 図１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置が虚像を生成する動作について説明する図である。 実施例１におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を示す平面図である。 実施例１におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の左側面図（図４ＡのＡ矢視図）である。 実施例１におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）を車両前方から見た背面図（図４ＡのＢ矢視図）である。 本件の一実施形態である実施例２に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、ステアリングメンバに締結固定されたケーシング（表示器）の様子を示す斜視図である。 実施例２におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の平面図（図５のＣ矢視図）である。 実施例２におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の左側面図（図５のＤ矢視図）である。 実施例２におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の底面図（図５のＥ矢視図）である。 実施例２におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を模式的に描いた平面図である。 実施例２におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造の左側面図（図７ＡのＦ矢視図）である。 実施例２におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を車両前方から見た背面図（図７ＡのＧ矢視図）である。 実施例２における放熱フィンの作用について説明する第１の図である。 実施例２における放熱フィンの作用について説明する第２の図である。 実施例２におけるステアリングホイール制振機能について説明する図である。 ステアリングホイール制振機能の効果について説明する図である。 実施例２におけるステアリングシャフトのモーメント低減機能について説明する図である。 比較例としての車両用ヘッドアップディスプレイ装置におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を示す平面図である。 比較例としての車両用ヘッドアップディスプレイ装置におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の左側面図（図１１ＡのＩ矢視図）である。 比較例としての車両用ヘッドアップディスプレイ装置におけるケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）を車両前方から見た背面図（図１１ＡのＪ矢視図）である。

以下、本件の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本件の一実施形態である車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａの構造を示す縦断面図である。まず、図１を用いて、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａの全体構成について説明する。

［車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａの全体構成の説明］
自動車などの車両１０における車室の前部には、図１の縦断面図に示すように、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）とフロントウインドウ２（透光性部材）とが設けられている。そして、フロントウインドウ２の下側には、車室前壁パネル１を覆い隠すようにインストルメントパネル３が設けられている。

このインストルメントパネル３の内部には、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）に対して車両１０の後方側（図１の紙面右側）に位置するように車幅方向（図１の紙面直交方向）へ延びる車体強度部材４（ステアリングメンバ）が配設されている。この車体強度部材４の下方には、ステアリングコラム５が締結固定されている。

インストルメントパネル３の内部（の上側）には、更に、空調ダクト１１，１２やハーネス１３（電線の束）、計器盤１４などが、車両１０の前方側から順に設けられている。また、インストルメントパネル３には、計器盤１４の上部を覆うメータフード１５が一体または別体に設けられている。そして、ステアリングコラム５には、図１に非図示のステアリングホイールの回転軸を形成するステアリングシャフト６が、インストルメントパネル３から車両１０の後方側へ突出するように取り付けられており、ステアリングシャフト６の突出した部分は、周囲をコラムカバー１６で覆われている。なお、インストルメントパネル３の内部の構成要素の配置場所は、車両によって異なるため、前記した構成はその一例である。

ここで、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）は、フロントウインドウ２（透光性部材）の下側に設けられて、車室とエンジンルームとの間を仕切っている。車体強度部材４（ステアリングメンバ）は、例えば、金属製もしくは軽合金製の円形断面またはその他の断面形状のものとされている。空調ダクト１１は、窓曇り防止のために、フロントウインドウ２に対して空調風を吹き出すためのダクト（デフロスターダクト）である。また、空調ダクト１２は、乗員へ向けて空調用空気を吹き出すためのダクト（ベンチレーターダクト）である。

このように構成されたインストルメントパネル３の内部の隙間、具体的には、前記したステアリングコラム５の上部における、空調ダクト１１とハーネス１３との間の位置に、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａのケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）が設置されている。ケーシング２２の上方では、インストルメントパネル３の一部が切り欠かれて、開口部２９が形成されている。この開口部２９は、ケーシング２２から出射した「虚像を結像させるための光束」をフロントウインドウ２（透光性部材）へ向けて通過させるものである。なお、虚像を結像する動作については後ほど詳しく説明する。

ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）は、その内部で、虚像を形成するために必要な表示情報を生成して、生成された表示情報をフロントウインドウ２（透光性部材）に投影する。フロントウインドウ２の車室内側の面などには、虚像を結像させるための光束を反射させるための反射膜が施される。ケーシング２２の上方には、虚像を結像させるための光束が通過する領域に防塵カバー２７が設けられている。ケーシング２２の内部構造について、詳しくは後述する。

ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の底面は、図１に示すように、後方側ブラケット４０ｅ（第１架設支持部材）によって、車体強度部材４（ステアリングメンバ）に締結固定されている。また、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）によって、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）に締結固定されている。

次に、図２を用いて、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）内部の詳細構造について説明する。

［ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の詳細構造の説明］
図２に示すように、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）は、画像や映像などを表示する液晶パネルからなる画像表示部２３ａと、画像表示部２３ａを背面から透過照明するハロゲンランプやＬＥＤ（発光ダイオード）等の照明光源で構成された照明部２３ｂと、画像表示部２３ａに表示された、例えば車速を表す表示像を、矢印Ｌの方向に反射させて、図１で説明したフロントウインドウ２（透光性部材）に向けて投影するための光路形成部品２４，２５，２６と、を備えている。

光路形成部品２４，２５，２６は、画像表示部２３ａに表示された表示像をフロントウインドウ２（透光性部材）の方向へ導く反射鏡（単数または複数の平面鏡，凸面鏡，凹面鏡）によって構成される。なお、光路形成部品２４，２５，２６を構成する光学部品の個数や種類は、表示する虚像の表示サイズや結像距離に応じて、適宜設計された構成が用いられる。

また、画像表示部２３ａは、液晶パネルのみならず、ＬＥＤから出射した光をマイクロミラーでスキャンして表示画像を生成するＤＬＰ方式や、レーザー光源から出射した光をスキャンして表示画像を生成するレーザー方式で構成しても構わない。ただし、ＤＬＰ方式やレーザー方式を用いるときには、ケーシング２２の内部に、光路形成部品２４の代わりに、光源から出射された光によって表示像を生成するスクリーンが設置される。

次に、図３を用いて、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａが虚像を生成する動作について説明する。

［虚像の生成動作の説明］
画像表示部２３ａに生成された表示像の点Ｐ０から出射して開口部２９を通過した光束５１は、フロントウインドウ２（透光性部材）の例えば点Ｐ１で、フロントウインドウ２の法線方向Ｎ１によって一意に定まる方向に正反射する。このようにして正反射した光束５１は、反射光束５２として運転者９１の眼球９２の方向に進行する。この反射光束５２を車両１０の外部、すなわち、フロントウインドウ２の車外側に延長した位置、またはフロントウインドウ２から所定距離前方の点Ｐ２を含む位置に、画像表示部２３ａに表示された表示像が虚像５３として表示される。

なお、運転者９１の眼球９２の位置は個人により異なるが、統計的には、アイレンジＲと呼ばれる、左右眼にそれぞれ対応した楕円体の内部に存在する。車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａは、このアイレンジＲの内部の位置から虚像５３を視認できるように設計されている。

ここで、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａにおいて表示される虚像５３の表示サイズと結像距離は、光路形成部品２４，２５，２６の光学パラメータ（反射鏡の曲率や各光路形成部品のレイアウト）をはじめ、ケーシング２２とフロントウインドウ２の距離等によって決定される。

ここで、まず、比較例としての車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００における、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）と、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）および車体強度部材４（ステアリングメンバ）と、の締結構造について図面を用いて説明する。

［比較例のケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造の説明］
図１１Ａは、比較例としての車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００におけるケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を示す平面図である。そして、図１１Ｂはその左側面図、図１１Ｃは車両１００の前方側から見た背面図である。なお、図面をわかりやすくするため、図１１Ｃにおいて、本来は図示されるべき車室前壁パネル１（ダッシュパネル）は図示を省略している。

図１１Ａに示すケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）は、図１１ＡのＩ矢視図である図１１Ｂ、および図１１ＡのＪ矢視図である図１１Ｃに示すように、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）と、樹脂筐体２２ｂと、熱伝導性筐体２２ａの表面に形成された放熱フィン２２ｃと、から構成されている。なお、ケーシング２２は、図２に示したように複雑な外形形状を有しているが、図１１Ａから図１１Ｃにおいては、図面をわかり易くするために、単純な直方体形状として記載している。

熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）は、アルミニウム等の金属や熱伝導性の高い樹脂材料で形成されており、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の内部に設置された、熱源となる、照明部２３ｂ（図２参照）と、画像表示部２３ａ（図２参照）を駆動する回路基板（非図示）と、に接触するように設けられて、ケーシング２２の内部に溜まった熱が熱伝導性筐体２２ａに伝わる構成になっている。なお、図２では、熱源となるや照明部２３ｂ画像表示部２３ａは、ケーシング２２の下側に位置する熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の内部に設けられた室の壁面に設置されているが、図４Ｂに示すように、熱源は、ケーシング２２の熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の側壁（図では前壁となっているが、後壁などとしても良い）の内面に当接配置させるようにしても良い。

樹脂筐体２２ｂは樹脂製の保護部材であり、光路形成部品２４，２５，２６等の内包物を保護するためにケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）としての筐体を形成する。

放熱フィン２２ｃは、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の下面に接するように形成されており、熱伝導性筐体２２ａに伝わった熱を外部へ逃がすことによって、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の内部に溜まった熱を放熱する。

ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）を構成する樹脂筐体２２ｂには、図１１Ｂ，図１１Ｃに示すように、樹脂製のブラケット２２ｄ，２２ｅが設置されている。これらのブラケット２２ｄ，２２ｅは、車体強度部材４（ステアリングメンバ）と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）との間に架設されたブラケット４０ａ，４０ｂに、それぞれ締結固定されている。

なお、車体強度部材４（ステアリングメンバ）と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）との間には、図１１Ｂに示すように、さらに、補強用としてブラケット４０ｃが架設されている。

このような締結構造を採ることによって、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の内部に溜まった熱は、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）と放熱フィン２２ｃを介してインストルメントパネル３（図１参照）内部の空間に放熱される。

次に、実施例１におけるケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造について図面を用いて説明する。

［実施例１におけるケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造の説明］
図４Ａは、実施例１の車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａにおけるケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を示す平面図である。そして、図４Ｂはその左側面図、図４Ｃは車両前方から見た背面図である。なお、図面をわかりやすくするため、図４Ｃにおいて、本来は図示されるべき車室前壁パネル１（ダッシュパネル）は図示を省略している。

図４Ａに示す実施例１のケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）は、図４ＡのＡ矢視図である図４Ｂ、および図４ＡのＢ矢視図である図４Ｃに示すように、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）と、樹脂筐体２２ｂと、から構成されている。なお、ケーシング２２は、図２に示したように複雑な外形形状を有しているが、図４Ａから図４Ｃにおいては、図面をわかり易くするために、単純な直方体形状として記載している。

熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）は、アルミニウム等の金属や伝熱性の高い樹脂材料で形成されており、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の内部に設置された、熱源となる、照明部２３ｂと、回路基板（非図示）と、に接触するように設けられて、ケーシング２２の熱が熱伝導性筐体２２ａに伝わる構成になっている。

樹脂筐体２２ｂは樹脂製の保護部材であり、光路形成部品２４，２５，２６等の内包物を保護するためにケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）としての筐体を形成する。

熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の車両前方側（図４Ａの紙面上方，図４Ｂの紙面左方）には、図４Ａ，図４Ｂに示すように、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）が設置されている。この前方側ブラケット４０ｄは、熱伝導性筐体２２ａ（の前壁）と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）とを（熱伝導可能に）締結固定している。

また、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の車両後方側（図４Ａの紙面下方，図４Ｂの紙面右方）には、図４Ａ，図４Ｂに示すように、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）が設置されている。この後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆは、熱伝導性筐体２２ａ（の後壁）と車体強度部材４（ステアリングメンバ）とを（熱伝導可能に）締結固定している。後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）と前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）とは、少なくとも一方または両方を、熱伝導性を有する部材とする。特に、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）を、熱伝導性を有する部材とするのが好ましい。また、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）は、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）と同じ長さにしたり、または、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）よりも長くしたり短くしたりすることができる。

なお、車体強度部材４（ステアリングメンバ）と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）との間には、図４Ｂに示すように、補強用のポストブラケット４０ｈ（兼コラムブラケット）が架設されている。

ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の内部で発生した熱は、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）を介して前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）に伝わり、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）に放熱される。さらに、ケーシング２２の内部で発生した熱は、熱伝導性筐体２２ａを介して後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）に伝わり、車体強度部材４（ステアリングメンバ）に放熱される。したがって、実施例１の構成によると、比較例（図１１Ａから図１１Ｃ）が備える放熱フィン２２ｃが不要となる。

なお、放熱フィン２２ｃが不要となるため、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の全高を低くすることができ、これによってケーシング２２の設置性を向上させることができる。

また、これまでと同じケーシングのサイズを維持しつつ、内部の光路形成部品２４，２５，２６のレイアウト自由度が向上するため、ヘッドアップディスプレイの結像距離の遠方化、表示の大型化を図ることができる。

次に、本件の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の他の実施形態である実施例２について、図面を参照して説明する。

以下、本件の別の実施形態である車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂについて、図５および図６Ａから図６Ｃを参照して説明する。

［実施例２におけるケーシング２２の締結構造の説明］
車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂの全体構成は、実施例１で説明した車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａの全体構成とほぼ同じであり、図６Ａから図６Ｃに示すように、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）を車体強度部材４（ステアリングメンバ）と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）に締結する締結構造のみが異なっている。

図５は、実施例２において、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）が車体強度部材４（ステアリングメンバ）に締結固定された状態を示す斜視図である。図６Ａは、実施例２の車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂにおけるケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を示す平面図である。そして、図６Ｂはその左側面図、図６Ｃは底面図である。

図５に示すように、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の左右側面には、それぞれ、熱伝導性を有するブラケット２２ｆ（取付支持部材）とブラケット２２ｇ（取付支持部材）が取り付けられている。ブラケット２２ｆは、車体強度部材４（ステアリングメンバ）に取り付けられた後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材）に（熱伝導可能に）締結固定されている。また、図６Ａに示すように、ブラケット２２ｇは、車体強度部材４と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）との間に架設された架設支持部材４０ｇに（熱伝導可能に）締結固定されている。

次に、図６Ｂ，図６Ｃを用いて、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の放熱構造について説明する。

［実施例２におけるケーシング２２の放熱構造の説明］
図６Ｂに示すケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）は、アルミニウム等の金属や熱伝導性の高い樹脂材料で形成された熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）と、樹脂製の保護部材である樹脂筐体２２ｂと、を有している。そして、このケーシング２２は、さらに図６Ｃに示すように、熱伝導性筐体２２ａの表面の少なくとも一部に対して形成された放熱フィン２２ｃを有している。

前述したブラケット２２ｆ，２２ｇ（取付支持部材）は、それぞれ、図６Ｃに示すように、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の側に取り付けられている。したがって、ケーシング２２の内部で発生した熱は、ブラケット２２ｆ，２２ｇに伝達される。

そして、図６Ｃに示すように、ブラケット２２ｆに伝達された熱は、後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材）を介して、車体強度部材４（ステアリングメンバ）に伝わり放熱される。

また、図６Ｃに示すように、ブラケット２２ｇに伝達された熱は、架設支持部材４０ｇを介して、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）と車体強度部材４（ステアリングメンバ）に伝わり放熱される。

さらに、図６Ｃに示すように、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の表面には部分的に放熱フィン２２ｃが形成されている。したがって、ケーシング２２の内部で発生した熱は、この放熱フィン２２ｃからも放熱される。なお、実施例１で説明したように、放熱フィン２２ｃを取り去った構成とすることも可能であるが、後述するように、本実施例２では小型の放熱フィン２２ｃを利用してブレーキペダル脱落時のガイド機能を実現しているために、僅かな放熱フィン２２ｃを残存させている。ただし、本実施例２にあっては、ブラケット２２ｆ，２２ｇ（取付支持部材）を介して放熱することができるため、設置する放熱フィン２２ｃの枚数は、前述した比較例（図１１Ｃ）と比べて少なくすることができる。

図７Ａから図７Ｃは、実施例２におけるケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の締結構造を、実施例１における締結構造（図４Ａから図４Ｃ）と比較するためにわかりやすく表した三面図である。図７Ａから図７Ｃは、それぞれ、図４Ａから図４Ｃと同じ方向から見た図である。ケーシング２２は複雑な外形形状を有しているが、図７Ａから図７Ｃにおいては、図面をわかり易くするために、単純な直方体形状として記載している。なお、図７Ｃにおいて、本来は図示されるべき車室前壁パネル１（ダッシュパネル）は図示を省略している。

図７Ａから図７Ｃに示す締結構造は、実施例１において、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）と車体強度部材４（ステアリングメンバ）とを締結している後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材）（図４Ａ）が、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）および車体強度部材４に対し、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）に設置された熱伝導可能なブラケット２２ｆ（取付支持部材）を介して締結されている（図７Ｃ）点が異なっている。

また、実施例１において、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）と車体強度部材４（ステアリングメンバ）とを締結する後方側ブラケット４０ｅ（第１架設支持部材）（図４Ａ）、および、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）とを締結する前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）（図４Ａ）が、車体強度部材４と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）との間に架設された架設支持部材４０ｇとして一体的に形成されると共に、この架設支持部材４０ｇに、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）に設置された熱伝導可能なブラケット２２ｇ（取付支持部材）を介して、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）が締結されている（図７Ｂ）点が異なっている。

なお、この実施例２の変形例として、架設支持部材４０ｇを２つの部材に分けて、ブラケット２２ｇと車体強度部材４とを締結する後方側ブラケット（第１架設支持部材）と、ブラケット２２ｇと車室前壁パネル１とを締結する前方側ブラケット（第２架設支持部材）として構成しても、ケーシング２２を車体強度部材４および車室前壁パネル１と確実に締結できるとともに、実施例２と同様の放熱効果を得ることができる。

また、図７Ａにおいて、ブラケット２２ｆ（取付支持部材）と後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材）との締結構造、およびブラケット２２ｇ（取付支持部材）と架設支持部材４０ｇとの締結構造を互いに反対側に設置、すなわち、ケーシング２２の左右側面の締結構造を逆に設置しても、ケーシング２２を車体強度部材４および車室前壁パネル１と確実に締結できるとともに、実施例２と同様の放熱効果を得ることができる。

次に、実施例２の車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂが有する放熱作用以外の作用について図面を用いて説明する。

［実施例２におけるブレーキペダル脱落時のガイド機能の説明］
実施例２にあっては、図６Ｃ，図７Ｃに示すように、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）の下面に小型の放熱フィン２２ｃが設置されている。この放熱フィン２２ｃは、車幅方向に一定の距離を持って配置された、高いリブで構成された外側フィン２２ｐと、外側フィン２２ｐの内側に設置された、低いリブで構成された複数の内側フィン２２ｑと、から構成されている。

これらの放熱フィン２２ｃ（２２ｐ，２２ｑ）は、図８Ａに示すように、車両前方側、ブレーキペダル６０の近傍の位置に、放熱フィン２２ｃのリブが車両の前後方向に沿うように設置されている。そして、放熱フィン２２ｃ（２２ｐ，２２ｑ）は、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の内部に溜まった熱を放熱するのに加えて、緊急時に車体前部に強い外力が加わった際に、脱落したブレーキペダル６０をガイドする役割を担う。

すなわち、図８Ａにおいて、緊急時に車体前部に強い外力が加わると、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）にブレーキペダル６０を回動可能に支持するペダルブラケット６２が車体後方側へ移動する。すると、ペダルブラケット６２の後端部に設置された爪部６４が、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）に突き当たる。このとき爪部６４は、図８Ｂの矢印Ｑに沿って、外側フィン２２ｐの間に滑り込んで車両後方側斜め下方にガイドされる。そして、内側フィン２２ｑは、滑り込んだ爪部６４が熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）に突き当たった際の入力を和らげる補強部材として作用する。

このようにして、車体後方側へ移動したペダルブラケット６２とブレーキペダル６０は、車体の後方側斜め下方に向かって滑り込んで止められるため、車室内への進入が阻止される。

なお、このようなブレーキペダル６０の脱落時のガイド機能は、これまで、車体強度部材４（ステアリングメンバ）と爪部６４との間に設置されたインパクトブラケットが担っており、緊急時に車体前部に強い外力が加わった際に、インパクトブラケットが押し潰されて変形することによって、脱落したブレーキペダル６０の車室内への進入が阻止されていた。

これを実施例２の構成とすることによって、インパクトブラケットの役割をケーシング２２の放熱フィン２２ｃに担わせることができるため、インパクトブラケットが不要となって、重量の増加を回避することができる。

［実施例２におけるステアリングホイール制振機能の説明］
実施例２における車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂは、図９Ａに示すようなものであり、まず、ステアリングホイール９の回転軸となるステアリングシャフト６を回転可能となるように支持するステアリングコラム５がコラムブラケット（やポストブラケット４０ｈ）などを介して車体強度部材４に連結された構成を有している。
一方、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）は、（車体強度部材４と車室前壁パネル１（ダッシュパネル）との間に架設された）架設支持部材４０ｇなどを介して車体強度部材４に連結された構成を有している。
そして、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）とステアリングシャフト６（が固定されるコラムブラケット（またはポストブラケット４０ｈ））との間が、制振用のバネとして機能する伝達用ブラケット８で連結されるようにしている。なお、伝達用ブラケット８は、例えば、バネ鋼などによって構成しても良いし、または、コイルスプリングなどとしても良い。

このとき、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）を、ステアリングコラム５と逆位相の振動を発生させる錘（ウエイト）と考え、ステアリングコラム５から振動入力を受けるポストブラケット４０ｈに対して、制振用のバネとして機能する伝達用ブラケット８を介してステアリングコラム５と逆位相の振動を伝達する。これによって振動が相殺されるため、ステアリングホイール９の振動を抑制することができる。
このように、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）とステアリングコラム５とを直接的に連結して、互いの振動が直接伝達し合うようにすることで、互いの振動が拘束されるため制振効果を高めることができる。また、互いのマスがバネを介して作用されることにより、制振効果をより高めることができる。

なお、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）の板厚や放熱フィン２２ｃのリブ厚，リブ高さをコントロールすることによって、ステアリングコラム５と逆位相の振動を発生させるために必要となる質量をコントロールすることができる。また、伝達用ブラケット８のバネ定数をコントロールすることによって、逆位相の振動を発生させるための剛性をコントロールすることができる。

したがって、伝達用ブラケット８を追加することによって、錘の追加等による大きな質量増加を伴うことなく、ステアリングホイール制振機能を実現することができる。

この制振機能について、図９Ｂを用いて具体的に説明する。図９Ｂは、共振周波数ｆで振動するステアリングホイール９の特性に合わせて、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）が共振周波数ｆの逆位相で振動するように設計した例について説明する図である。各グラフの横軸は周波数を表し、縦軸は振動の大きさを表している。

このとき、両者の振動が伝達用ブラケット８を介してぶつかることによって、図９Ｂ下段に示すように、共振周波数ｆにおける振動の大きさを抑制できる。このとき、図９Ｂ下段左側に示すようにピーク時の振動の大きさが抑制された単峰性を示す振動特性、または、図９Ｂ下段右側に示すようにピーク時の振動の大きさが抑制された双峰性を示す振動特性を得ることができる。

［実施例２におけるステアリングシャフト６のモーメント低減機能の説明］
さらに、実施例２における車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂは、図１０に示すように、車体強度部材４（ステアリングメンバ）を、車両の後方寄りの計器盤１４の裏面側の位置に配置する構成になっている。したがって、車体強度部材４を、ステアリングコラム５およびステアリングシャフト６（の車室内に位置している部分）と非図示のステアリングホイールを含めた重心位置Ｇの近傍に配置することができる。そのため、ステアリングシャフト６が図１０の矢印Ｓの方向に回動した際の車体強度部材４に作用する捩れモーメントを低減することができ、重心位置Ｇにかかる荷重Ｗを低減することができる。これによって、車体強度部材４を、これまでよりも小径、または薄肉化して軽量化することができる。
なお、重心位置Ｇは、車両の前後方向に対して、車体強度部材４の前部と後部との間の範囲内に入るようにするのが好ましい。
また、ステアリングコラム５およびステアリングシャフト６の車室内に位置している部分とは、ステアリングコラム５およびステアリングシャフト６における、エンジンルーム側の部分に対する連結部分よりも後側となる部分のことである。より具体的には、ステアリングホイールと、インターミディエイトシャフト（即ち、ステアリングホイールから車両前方へ向かって最初に位置するユニバーサルジョイントまでの間）との間の部分のことである。なお、ステアリングバイワイヤシステムの場合には、インターミディエイトシャフトは使用しないため、車室内に位置する部分のみとなる。
また、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）は、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）よりも長く形成しても良い。そして、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）は、その中間部に衝撃吸収部１１０を有するようにしても良い。衝撃吸収部１１０は、後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材）の中間部に設けた屈曲形状部などとすることができる。屈曲形状部は、１箇所または複数箇所設けることができる。

（１）以上説明したように、実施例１に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａの車体搭載構造によれば、一部が熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）で形成されたケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）が、熱伝導性筐体２２ａと車体強度部材４（ステアリングメンバ）との間に架設された後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）と、熱伝導性筐体２２ａと車室前壁パネル１（ダッシュパネル）との間に架設された前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）と、に対してそれぞれ（熱伝導可能に締結）固定される。そして、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）と前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）は、少なくとも一方が熱伝導性を有する部材とされている。そのため、放熱フィン等の特別な放熱部材を用いることなく、ケーシング２２の内部に溜まった熱を、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆおよび前方側ブラケット４０ｄのうちの熱伝導性を有するものを介して放熱することができる。したがって、表示像を生成するケーシング２２の小型化、軽量化を図ることができるとともに、インストルメントパネル３の内部におけるケーシング２２のレイアウト自由度を向上させることができるため、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ａを幅広い車種に搭載することができるようになる。なお、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）と前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）とは、少なくとも後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）を、熱伝導性を有する部材とするのが好ましい。これは、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）は、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）に接続されているため、エンジンなどの熱源が存在するエンジンルーム内の温度が上昇して車室前壁パネル１（ダッシュパネル）自体の温度が上昇すると、車室前壁パネル１（ダッシュパネル）へ熱を逃がすのが難しくなるのに対し、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）は、温度がほぼ一定で安定している車室内に設置された車体強度部材４（ステアリングメンバ）に接続されているため、安定して車体強度部材４（ステアリングメンバ）へ熱を逃がし続けられるからである。

（２）また、実施例２に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂの車体搭載構造によれば、後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材）は、熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）に取り付けられた熱伝導性を有するブラケット２２ｆ（取付支持部材）に（締結）固定されるようにしても良い。そのため、比較例のケーシングの締結構造を流用しつつ、放熱部材を不要とすることができる。

（３）さらに、実施例２に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂの車体搭載構造によれば、後方側ブラケット４０ｅ（第１架設支持部材）と、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）と、が架設支持部材４０ｇ（支持部材）として一体的に形成されて、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体の熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材））は架設支持部材４０ｇの中間部に締結固定されるようにしても良い。そのため、比較例のケーシングの締結構造を流用しつつ、放熱部材を不要とすることができる。

（４）そして、図４Ｂに示すように、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂの熱源は、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体の熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材））の側壁の内面に当接配置され、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）または前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）は、熱源が当接配置されたケーシング２２の側壁（と同じ面）の外面に締結固定されるようにしても良い。そのため、熱源の熱をケーシング２２の側壁（の内外面）を介して直接後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）または前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）へ逃がすることができる。その分、放熱性能を上げることができる。
ここで、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００ｂの熱源は、例えば、表示像を表示するための表示器として設置された液晶パネルからなる画像表示部２３ａおよび画像表示部２３ａを背面側から照明する照明光源などの照明部２３ｂとされる。ＤＬＰ方式やレーザー方式の場合には、その光源などとされる。

（５）図１０に示すように、車体強度部材４（ステアリングメンバ）は、ステアリングコラム５（ステアリングシャフト６およびステアリングホイールを含む）の重心位置Ｇの上方に配置されて、ステアリングコラム５の重心位置Ｇまたはその近傍を固定するものとされ、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）は、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）よりも長く形成されると共に、後方側ブラケット４０ｅ，４０ｆ（第１架設支持部材）は、その中間部に衝撃吸収部１１０を有するようにしても良い。そのため、ステアリングシャフト６が図１０の矢印Ｓの方向に回動した際の車体強度部材４に作用する捩れモーメントを低減することができ、重心位置Ｇにかかる荷重Ｗを低減することができる。また、前方側ブラケット４０ｄ（第２架設支持部材）よりも長くした後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材）の中間部に設けた衝撃吸収部１１０が、弾性変形することにより、ステアリングシャフト６が図１０の矢印Ｓの方向に回動した際の車体強度部材４に作用する捩れモーメントを吸収することができる。更に、衝撃吸収部１１０は、車体に入力された衝撃荷重を、塑性変形することによって吸収することができる。

以上、実施例を図面により詳述してきたが、実施例は例示にしか過ぎないものである。よって、実施例の構成にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本件に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが本件に含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が本件のものとして開示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが本件に含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、本件に含まれることは勿論である。更に、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

例えば、実施例２は、ケーシング２２（ヘッドアップディスプレイ装置本体）に設置したブラケット２２ｆ，２２ｇ（取付支持部材）を、それぞれ、後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材），架設支持部材４０ｇに締結する構成としたが、これは、ブラケット２２ｆ，２２ｇを用いずに、後方側ブラケット４０ｆ（第１架設支持部材），架設支持部材４０ｇを、それぞれ直接熱伝導性筐体２２ａ（熱伝導部材）に締結する構成としても、実施例２と同様の効果を得ることができる。

また、実施例１では、虚像を結像させるための光束を車両１０のフロントウインドウ２（透光性部材）に反射させる例を説明したが、その他に、フロントウインドウ２とは別に設けた反射パネル（別体型コンバイナ）を用いた構成としてもよい。

１・・・・・・・・・・・・車室前壁パネル（ダッシュパネル）
２・・・・・・・・・・・・フロントウインドウ（透光性部材）
３・・・・・・・・・・・・インストルメントパネル
４・・・・・・・・・・・・車体強度部材（ステアリングメンバ）
２２・・・・・・・・・・・ケーシング（ヘッドアップディスプレイ装置本体）
２２ａ・・・・・・・・・・熱伝導性筐体（熱伝導部材）
２２ｂ・・・・・・・・・・樹脂筐体
２２ｆ，２２ｇ・・・・・・ブラケット（取付支持部材）
４０ｄ・・・・・・・・・・前方側ブラケット（第２架設支持部材）
４０ｅ，４０ｆ・・・・・・後方側ブラケット（第１架設支持部材）
４０ｇ・・・・・・・・・・架設支持部材（支持部材）
１００ａ・・・・・・・・・車両用ヘッドアップディスプレイ装置
１１０・・・・・・・・・・衝撃吸収部

関連出願の相互参照

本出願は、２０１５年９月２５日に、日本国特許庁に出願された特願２０１５−１８７６１３に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は、完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (5)

1. 車室前壁を構成するダッシュパネルと、該ダッシュパネルの車両後方側に設置されたステアリングメンバとの間に、車両用ヘッドアップディスプレイ装置のケーシングが配設されて、インストルメントパネルで覆われており、
   前記ケーシングの一部は熱伝導部材で形成されており、
   該熱伝導部材は、熱伝導部材と前記ステアリングメンバとの間に架設された少なくとも一つの第１架設支持部材と、
   前記熱伝導部材と前記ダッシュパネルとの間に架設された少なくとも一つの第２架設支持部材と、に対してそれぞれ固定されており、
   前記第１架設支持部材と前記第２架設支持部材は、少なくとも一方が熱伝導性を有していることを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造。
2. 前記第１架設支持部材と前記第２架設支持部材のうち少なくとも一方は、前記熱伝導部材に取り付けられた熱伝導性を有する取付支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造。
3. 前記熱伝導部材は、前記第１架設支持部材と、前記第２架設支持部材と、が一体化された支持部材の中間部に固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造。
4. 前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置の熱源は、前記ケーシングの側壁の内面に当接配置され、
   前記第１架設支持部材または前記第２架設支持部材は、前記熱源が当接配置された前記ケーシングの側壁の外面に締結固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造。
5. 前記ステアリングメンバは、ステアリングコラムの重心位置の上方に配置されて、ステアリングコラムの重心位置またはその近傍を固定するものとされ、
   前記第１架設支持部材は、前記第２架設支持部材よりも長く形成されると共に、
   前記第１架設支持部材は、その中間部に衝撃吸収部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の車体搭載構造。

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