WO2014126257A1 - ヘッドアップディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

　車両のクラスターパネル内に配置され、車両のウインドシールド上に表示光を投射して虚像を形成させるヘッドアップディスプレイ装置であって、樹脂製のケース（１１）と、表示光を出射する表示器とを備え、ケース（１１）は、厚みが薄くされた脆弱部（３５）を有する。

Description

ヘッドアップディスプレイ装置

　本発明は、車両のウインドシールドの投射エリアに虚像を投射し、車両のアイポイントからウインドシールドを透して視認される車両の前景と投射した虚像とを重畳視認させるヘッドアップディスプレイ装置に関する。

　近年、運転手が運転に際して求める情報の増加や多角化に伴って、特に、緊急度の高い情報などを車両のウインドシールド上に虚像表示させ、それを透して視認させる車両の前景と重畳視認させる、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Head Up Display）装置が自動車、列車等の車両に搭載されている（特許文献１参照）。

日本国特開２０１０－６４７０９号公報

　ところで、ヘッドアップディスプレイ装置は、その構造上、運転手の手前面のクラスターパネル内に配置される。

　このクラスターパネル部分は、歩行者または運転手の安全を確保すべく、車両に過度な衝撃力が加わった際に、一部が壊れて衝撃を吸収するようになっている。

　このようなクラスターパネル内に配置される上記のヘッドアップディスプレイ装置には、取付ブラケットが破壊されることで筺体が脱落する構造を有している。しかし、クラスターパネルには、高密度で部品が収容されているため、取付ブラケットの破壊による筺体脱落だけでは衝撃吸収の十分なストロークが得られない。このため、歩行者または運転手への安全性のさらなる配慮が望まれている。

　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安全性に優れたヘッドアップディスプレイ装置を提供することにある。

　前述した目的を達成するために、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置は、下記（１）～（４）を特徴としている。
　（１）　車両のクラスターパネル内に配置され、前記車両のウインドシールド上に表示光を投射して虚像を形成させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
　樹脂製のケースと、
　前記表示光を出射する表示器と
　を備え、
　前記ケースは、厚みが薄くされた脆弱部を有し、
　前記脆弱部は、前記ケースに衝撃力が作用した際の応力集中ポイントを含む破壊経路に沿って設けられていること。
　（２）　上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
　前記ケースには、前記脆弱部が複数箇所に設けられていること。
　（３）　上記（１）または（２）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
　前記ケースは、前記表示光が出射される開口部を有し、前記脆弱部は、前記開口部近傍に設けられていること。
　（４）　上記（１）から（３）の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
　前記ケースは、ロアーケースと、該ロアーケースの上部に取り付けられるアッパーケースとを有し、前記ロアーケース及び前記アッパーケースのそれぞれに前記脆弱部が設けられていること。

　上記（１）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、厚みが薄くされた脆弱部を有する樹脂製のケースを備えている。したがって、車両に過度な衝撃力が加わった際に、高密度で部品が収容されているクラスターパネル内でケースが脆弱部で破壊されて潰れることとなる。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置が、車両に過度な衝撃力が加わった際のクラスターパネルの破壊を阻害するような不具合がなくされる。よって、車両に過度な衝撃力が加わった際のクラスターパネルでの十分な衝撃吸収機能を確保することができ、運転手または歩行者への安全性を高めることができる。
　しかも、脆弱部は、ケースに衝撃力が作用した際の応力集中ポイントを含む破壊経路に沿って設けられているので、車両に過度な衝撃力が加わった際に、ケースは、脆弱部に沿って確実に破壊されることとなる。よって、クラスターパネルでの確実な衝撃吸収機能を確保することができる。
　上記（２）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、車両に過度な衝撃力が加わった際に、ケースの複数箇所に設けられた脆弱部でケースが破壊されて潰れることで、クラスターパネルでの十分な衝撃吸収機能を確保することができる。この結果、運転手または歩行者への安全性をさらに高めることができる。
　上記（３）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、脆弱部がケースの開口部近傍に設けられているので、車両に過度な衝撃力が加わった際に、より容易にケースが破壊されて潰れることとなる。この結果、さらに確実に衝撃吸収機能を発揮させることができる。
　上記（４）の構成のヘッドアップディスプレイ装置では、車両に過度な衝撃力が加わった際に、ロアーケース及びアッパーケースのそれぞれの脆弱部で破壊されて潰れることで、クラスターパネルでの十分な衝撃吸収機能を確保することができる。この結果、運転手または歩行者の安全性をさらに高めることができる。

　本発明によれば、安全性に優れたヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。

　以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が設置された車両の一部の概略断面図である。 図２は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における表示器アッシー及び配線基板を取り外した状態の斜視図である。 図３（ａ）から図３（ｅ）は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置のロアーケースの構造及び脆弱部を説明する図である。 図４（ａ）から図４（ｃ）は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置のアッパーケースの構造及び脆弱部を説明する図である。

　以下、本発明に係る実施形態の例を、図面を参照して説明する。

　図１は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置が設置された車両の一部の概略断面図、図２は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置における表示器アッシー及び配線基板を取り外した状態の斜視図、図３（ａ）から図３（ｅ）は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置のロアーケースの構造及び脆弱部を説明する図、図４（ａ）から図４（ｃ）は、本発明の実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置のアッパーケースの構造及び脆弱部を説明する図である。

　図１に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両の運転手の手前面のクラスターパネル１内に配置される。このヘッドアップディスプレイ装置１０は、表示器２２から照射された表示光Ｌを反射ミラー２３で反射し、ウインドシールド２における運転手のアイレンジに照射する。これにより、運転者は、車両のアイポイントからウインドシールド２を透して視認される車両の前景と投射した虚像Ｓとを重畳視認することができる。したがって、運転手は、車両の前景とともに、ウインドシールド２に表示される緊急度の高い情報などを重畳視認することができる。

　図２に示すように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、ケース１１を有している。ケース１１は、ロアーケース１２と、アッパーケース１３とからなり、ロアーケース１２の上部にアッパーケース１３を組み付けることでケース１１が構成される。

　ロアーケース１２及びアッパーケース１３は、合成樹脂から形成されたもので、射出成形等によって成形される。

　ケース１１には、その一端側に表示器アッシー１４が組み付けられている。表示器アッシー１４は、ＡＭＶＦＤ（Active Matrix Vacuum Fluorescent Display）等のＶＦＤ（蛍光表示管）からなる表示器２２と、ヒートシンク２４と、ヒートシンクカバー２５とを有しており、これらをネジ等の固定手段により一体化することで構成されている。この表示器アッシー１４は、配線基板２６に実装されてケース１１に組み付けられ、表示器２２から表示光Ｌを照射する。ケース１１内には、反射ミラー２３が配置されており、表示器２２からの表示光Ｌが反射される。

　アッパーケース１３は、ロアーケース１２の上部にねじ止め等によって組み付けられることでケース１１を構成し、これにより、ケース１１内が遮光された状態となる。アッパーケース１３は、反射ミラー２３によって反射される表示光Ｌの導光箇所に開口部２８を有している。この開口部２８には、表ガラス２７が取り付けられている。そして、反射ミラー２３で反射された表示光Ｌは、アッパーケース１３の開口部２８の表ガラス２７を通してウインドシールド２へ照射される。

　図３（ａ）から図３（ｅ）に示すように、ロアーケース１２は、ケース１１の底面に相当する底面板部３１と、この底面板部３１の両側部に形成された側面板部３２と、底面板部３１の両端部に形成された端面板部３３とを有している。ロアーケース１２には、複数箇所に脆弱部３５が設けられている。図３（ｂ）から図３（ｅ）において、脆弱部３５には斜線のハッチングを付している。これらの脆弱部３５は、底面板部３１と側面板部３２との隅部（図３（ｃ）参照。）、側面板部３２と端面板部３３との隅部（図３（ｂ）、図３（ｅ）参照。）及び側面板部３２に形成された段部（図３（ｄ）参照。）に設けられている。これらの脆弱部３５では、肉盗みを施したり、溝を形成することで薄肉化されている。

　また、ロアーケース１２には、その周囲に、複数のブラケット１２ａが形成されており、これらのブラケット１２ａを車両のクラスターパネル１内の固定部へねじ止めすることで、ヘッドアップディスプレイ装置１０がクラスターパネル１内の所定の設置箇所に固定される。

　図４（ａ）から図４（ｃ）に示すように、アッパーケース１３は、ケース１１の上面に相当する上面板部４１と、この上面板部４１の両側部に形成された側面板部４２と、上面板部４１の両端部に形成された端面板部４３とを有している。アッパーケース１３には、複数箇所に脆弱部４５が設けられている。図４（ｂ）及び図４（ｃ）において、脆弱部４５には斜線のハッチングを付している。これらの脆弱部４５は、側面板部４２と端面板部４３との隅部（図４（ｃ）参照。）及び側面板部４２に形成された段部（図４（ｂ）参照。）に設けられている。これらの脆弱部４５では、肉盗みを施したり、溝を形成することで薄肉化されている。アッパーケース１３の脆弱部４５は、開口部２８の近傍に設けられている。

　前述のように、ヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両における運転手の手前面のクラスターパネル１内に配置される。このクラスターパネル１部分は、歩行者または運転手を保護すべく、車両に過度な衝撃力が加わった際に、一部が壊れるようになっている。

　このようなクラスターパネル１内に配置される本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０では、ロアーケース１２及びアッパーケース１３に設けられた脆弱部３５、４５は、衝撃力が加わった際に応力が集中するポイント（以下、応力集中ポイントと称することがある。）を含む経路（以下、破壊経路と称することがある。）に沿って連続するように設けられている。

　本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０は、車両に過度な衝撃力が加わると、ロアーケース１２及びアッパーケース１３に設けられた複数の脆弱部３５、４５が破壊され、ロアーケース１２及びアッパーケース１３が分解する。

　以上、説明したように、上記構成のヘッドアップディスプレイ装置１０によれば、厚みが薄くされた脆弱部３５、４５を有する樹脂製のケース１１を備えている。したがって、車両に過度な衝撃力が加わった際に、高密度で部品が収容されているクラスターパネル１内でケース１１が脆弱部３５、４５で破壊されて潰れることとなる。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１０が、車両に過度な衝撃力が加わった際のクラスターパネル１の破壊を阻害するような不具合がなくされる。よって、車両に過度な衝撃力が加わった際のクラスターパネル１での十分な衝撃吸収機能を確保することができ、運転手または歩行者の安全性を高めることができる。

　しかも、脆弱部３５、４５は、ケース１１に衝撃力が作用した際の応力集中ポイントを含む破壊経路に沿って設けられているので、車両に過度な衝撃力が加わった際に、ケース１１は、脆弱部３５、４５に沿って確実に破壊されることとなり、よって、クラスターパネル１での確実な衝撃吸収機能を確保することができる。

　ここで、衝撃力が車両に作用するポイントであるインパクトポイントは一定ではない。このため、ケース１１に破壊経路が定められていない場合では、ケース１１が破壊されるまでの破壊経路がインパクトポイントによって異なることとなり、その結果、クラスターパネル１で必要なストロークを安定的に得るために必要とされる応力を定めることは困難である。しかし、本実施形態では、インパクトポイントに影響されることなく破壊経路を定めることができる。つまり、本実施形態に係るヘッドアップディスプレイ装置１０は、インパクトポイントが一定でなくても、安定的な衝撃吸収を行うことができるロバスト的な構造とされている。

　また、車両に過度な衝撃力が加わった際に、ケース１１の複数箇所に設けられた脆弱部３５、４５でケース１１が破壊して潰れることで、クラスターパネル１での十分な衝撃吸収機能を確保することができ、運転手または歩行者の安全性をさらに高めることができる。

　また、脆弱部４５がケース１１の開口部２８近傍に設けられているので、車両に過度な衝撃力が加わった際に、より容易にケース１１が破壊して潰れることとなり、さらに確実に衝撃吸収機能を発揮させることができる。

　また、車両に過度な衝撃力が加わった際に、ロアーケース１２及びアッパーケース１３のそれぞれの脆弱部３５、４５で破壊して潰れることで、クラスターパネル１での十分な衝撃吸収機能を確保することができ、運転手または歩行者の安全性をさらに高めることができる。

　尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

　ここで、上述した本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［４］に簡潔に纏めて列記する。

　［１］　車両のクラスターパネル（１）内に配置され、前記車両のウインドシールド（２）上に表示光を投射して虚像を形成させるヘッドアップディスプレイ装置（１０）であって、
　樹脂製のケース（１１）と、
　前記表示光を出射する表示器（２２）と
　を備え、
　前記ケースは、厚みが薄くされた脆弱部（３５、４５）を有し、
　前記脆弱部は、前記ケースに衝撃力が作用した際の応力集中ポイントを含む破壊経路に沿って設けられていること。
　［２］　上記［１］の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
　前記ケースには、前記脆弱部が複数箇所に設けられていること。
　［３］　上記［１］または［２］の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
　前記ケースは、前記表示光が出射される開口部（２８）を有し、前記脆弱部は、前記開口部近傍に設けられていること。
　［４］　上記［１］から［３］の構成のヘッドアップディスプレイ装置であって、
　前記ケースは、ロアーケース（１２）と、該ロアーケースの上部に取り付けられるアッパーケース（１３）とを有し、前記ロアーケース及び前記アッパーケースのそれぞれに前記脆弱部が設けられていること。

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

　本出願は、2013年2月18日出願の日本特許出願（特願2013－028962）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明によれば、安全性に優れたヘッドアップディスプレイ装置を提供できる。この効果を奏する本発明は、車両のウインドシールドの投射エリアに虚像を投射し、車両のアイポイントからウインドシールドを透して視認される車両の前景と投射した虚像とを重畳視認させるヘッドアップディスプレイ装置に関する分野において有用である。

１　クラスターパネル
２　ウインドシールド
１０　ヘッドアップディスプレイ装置
１１　ケース
１２　ロアーケース
１３　アッパーケース
２２　表示器
２８　開口部
３５、４５　脆弱部
Ｌ　表示光

Claims (4)

1. 　車両のクラスターパネル内に配置され、前記車両のウインドシールド上に表示光を投射して虚像を形成させるヘッドアップディスプレイ装置であって、
   　樹脂製のケースと、
   　前記表示光を出射する表示器と
   　を備え、
   　前記ケースは、厚みが薄くされた脆弱部を有し、
   　前記脆弱部は、前記ケースに衝撃力が作用した際の応力集中ポイントを含む破壊経路に沿って設けられているヘッドアップディスプレイ装置。
2. 　前記ケースには、前記脆弱部が複数箇所に設けられている請求項１に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
3. 　前記ケースは、前記表示光が出射される開口部を有し、前記脆弱部は、前記開口部近傍に設けられている請求項１または請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
4. 　前記ケースは、ロアーケースと、該ロアーケースの上部に取り付けられるアッパーケースとを有し、前記ロアーケース及び前記アッパーケースのそれぞれに前記脆弱部が設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイ装置。

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