JP3945232B2 - ヘッドアップディスプレイの車両搭載構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッドアップディスプレイの車両搭載構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、車両用ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと称する。）はケーシング内に表示器および凹面鏡等を内蔵して構成されており、インストルメントパネルの裏面側に搭載されている。そして、表示器の出射面から出射された表示情報としての表示光が凹面鏡で反射されてフロントウインドシールド上に入射し、この入射光がフロントウインドシールドにより反射されることで表示情報が当該フロントウインドシールドによりその前方に虚像として表示される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＨＵＤの体格は比較的大きいので、インストルメントパネルの裏面側のスペースを大きく占有してしまう。特に近年では、スピードメータやウォーニング表示のみならず、ナビゲーション経路案内やナイトビジョン（暗視）をＨＵＤで表示させるようになってきており、このようなＨＵＤでは体格が非常に大きいものとなる。
【０００４】
従って、インストルメントパネルの裏面側のスペースが小さい車両においては、インストルメントパネルの裏面側に配置された空調ダクト等の他の車両搭載部品とＨＵＤが干渉してしまい、ＨＵＤの搭載が困難になるという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、ヘッドアップディスプレイの、インストルメントパネル裏面側における搭載スペースの省スペース化を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、車両の車室内にてフロントウインドシールド（１）の下方に位置するインストルメントパネル（２）の裏面側にて、表示情報を表す表示光を出射する表示器（３３）と、表示器（３３）からの表示光をフロントウインドシールド（１）の裏面に向けて反射する凹面鏡（３５）とを備え、フロントウインドシールド（１）が凹面鏡（３５）からの反射光を反射して表示情報を前方に虚像として表示するようにしたヘッドアップディスプレイ（３０）の、車両搭載構造であって、表示器（３３）および凹面鏡（３５）を、インストルメントパネル（２）の裏面側にて空調風を流通させる空調ダクト（１６）の内部に配置し、この空調ダクト（１６）の内部に、表示器（３３）の出射面（３３ｃ）を拭く第１ワイパ（３６）と、凹面鏡（３５）の反射面（３５ａ）を拭く第２ワイパ（３６）とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、表示器（３３）および凹面鏡（３５）を、インストルメントパネル（２）の裏面側にて空調風を流通させる空調ダクト（１６）の内部に配置するので、ヘッドアップディスプレイ（３０）のインストルメントパネル（２）裏面側における搭載スペースの省スペース化を図ることができる。従って、インストルメントパネル（２）の裏面側のスペースが小さい車両であっても、ヘッドアップディスプレイ（３０）の搭載を容易にできる。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明によれば、表示器（３３）の出射面（３３ｃ）を拭く第１ワイパ（３６）と、凹面鏡（３５）の反射面（３５ａ）を拭く第２ワイパ（３６）とを駆動させることにより、空調ダクト（１６）、表示器（３３）および凹面鏡（３５）を車両に搭載したまま異物を拭き取って除去することができるので、異物除去の作業性を良好にできる。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、本発明の実施形態を説明する前に、参考実施形態について説明する。
【００１６】
（参考実施形態）
図１（ａ）、（ｂ）は、参考実施形態のヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと称する。）の車両搭載位置を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。なお、図中の矢印は車両搭載状態での前後上下左右方向を示す。
【００１７】
車両の車室内にてフロントウインドシールド１の下方には樹脂製のインストルメントパネル２が備えられており、インストルメントパネル（以下、インパネと称する。）２の車両前方側には、エンジンルームと車室内とを仕切る金属製のカウル３が備えられている。そして、インパネ２の裏面側かつカウル３の車室内側には、車両左右方向に延びてステアリングを支持する金属製の支持部材４が備えられている。
【００１８】
そして、インパネ２の裏面側のうち車両左右方向の略中央部分には、支持部材４に固定支持された空調ユニット１０およびセンタクラスタ組付体２０が備えられている。なお、センタクラスタ組付体２０とは、オーディオ機器等を一体に組み付けて構成されたモジュール部品である。
【００１９】
そして、インパネ２の裏面側のうち空調ユニット１０の上方部分には、ＨＵＤ３０が搭載されている。ＨＵＤ３０の構造およびその搭載構造は後に詳述する。
【００２０】
空調ユニット１０は、樹脂製の空調ケース１１内に、冷房用熱交換器としての蒸発器１２、暖房用熱交換器としてのヒータコア１３、およびエアミックスドア１４その他の複数のドア手段１４、１５を内蔵して構成されている。そして、図示しない送風機ユニットから送風される内気または外気が、空調ケース１１に開口する図示しない流入口から空調ケース１１内に流入するようになっている。
【００２１】
蒸発器１２は、周知のごとく冷凍サイクルの冷媒の蒸発潜熱を流入口からの流入空気から吸熱して、流入空気を冷却するものである。また、蒸発器１２の空気流れ下流側に配置されたヒータコア１３は、蒸発器１２を通過した冷風を再加熱するものであって、その内部にエンジン冷却水等の高温の温水が流れ、この温水を熱源として空気を加熱する温水式熱交換器である。
【００２２】
また、空調ケース１１にはデフロスタ開口部１１ａ、センタフェイス開口部１１ｂ、サイドフェイス開口部１１ｃおよび図示しないフット開口部が開口している。そして、センタフェイス開口部１１ｂにはセンタフェイスダクト１７が接続され、サイドフェイス開口部１１ｃにはサイドフェイスダクト１６が接続されている。そして、センタフェイスダクト１７はインパネ２の側面のうち車両左右方向略中央部分に形成されたセンタフェイス吹出口２ｉに接続され、サイドフェイスダクト１６はインパネ２の側面のうち車両左右方向両端部分に形成されたサイドフェイス吹出口２ｊに接続されている。
【００２３】
なお、デフロスタ開口部１１ａには、図示しないセンタデフロスタダクトおよびサイドデフロスタダクトが接続されている。そして、これらのデフロスタダクトはインパネ２の上壁に設けられた図示しないセンタデフロスタ吹出口およびインパネ２上壁のうち車両左右方向両端部分に形成された図示しないサイドデフロスタ吹出口にそれぞれ接続されている。
【００２４】
なお、サイドフェイスダクト１６は、インパネ２裏面側にて車両左右方向に延びて空調風を流通させる樹脂製の空調ダクトであり、本実施形態では断面矩形状に形成されている。
【００２５】
以上の構成による空調ユニット１０の作動を簡単に説明すると、複数のドア手段１５の操作位置を選択することにより、周知のフェイス吹出モード、フット吹出モード、デフロスタ吹出モード等を設定できる。そして、図示しない送風機ユニットが運転されると、送風機ユニットからの送風空気が空調ケース１１内に流入し、その後、蒸発器１２およびヒータコア１３により熱交換し、エアミックスドア１４により温度調整される。そして、このように温度調整された空調風は、所定の吹出口から車室内に向けて吹き出される。
【００２６】
なお、フェイス吹出モードは乗員上半身に向かってセンタフェイス吹出口２ｉおよびサイドフェイス吹出口２ｊから空調風を吹き出すモードであり、フットモードは乗員の足元に向かって空調風を吹き出すモードである。そして、デフロスタ吹出モードは、フロントウインドシールド１および図示しないサイドウインドシールドに向けてセンタ及びサイドデフロスタ吹出口から空調風を吹き出すモードであり、これらのウインドシールド１の曇り止めを行う。
【００２７】
次に、図２〜図４を用いてＨＵＤ３０の構造および搭載構造を説明する。なお、図中の矢印は車両搭載状態での前後上下左右方向を示す。
【００２８】
図２はＨＵＤ３０の分解斜視図であり、ＨＵＤ３０は、樹脂製のケーシング３１と、ケーシング３１の作業用開口部３１ａを開閉可能な樹脂製のカバー３２とを備えている。この作業用開口部３１ａは請求の範囲における第１開口部と対応し、カバー３２は請求の範囲における第１蓋部材と対応する。なお、本実施形態では後述するように、カバー３２をケーシング３１に脱着可能に組み付けている。そして、ケーシング３１内に、後述の表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５を固定して、ＨＵＤ３０を構成している。
【００２９】
表示器３３は、ケース３３ａ内に、図示しない透過型の液晶表示パネルおよびバックライトとしての図示しない光源を備えている。そして、光源から発せられた光は液晶パネルに入射され、液晶パネルから表示情報を表す表示光が、ケース３３ａの開口部３３ｂに装着した防塵カバー３３ｃから出射される。この防塵カバー３３ｃは透明の樹脂やガラスから形成されて、出射面を構成している。因みに、表示情報の種類としては、スピードメータ表示、ウォーニング表示の他に、ナビ経路案内やナイトビジョン（暗視）等が挙げられる。
【００３０】
反射鏡３４はその反射面３４ａにて、表示器３３から出射された表示光を凹面鏡３５向けて反射するものである。この反射鏡３４により、表示器３３から凹面鏡３５までの光路長さを確保しつつ、表示器３３と凹面鏡３５とを近づけて配置できるので、ＨＵＤ３０の搭載スペースの省スペース化を図ることができる。
【００３１】
凹面鏡３５は、その放物凹面形状の反射面３５ａでもって、カバー３２の上面の開口部３２ａに装着した透明の樹脂やガラスからなる防塵カバー３２ｂを臨むとともに反射鏡３４の反射面３４ａを臨むように傾斜して配置されている。しかして、図２の矢印Ａに示すように、表示器３３から出射された表示光は、反射鏡３４および凹面鏡３５で反射され、カバー３２の防塵カバー３２ｂからＨＵＤ３０上方のフロントウインドシールド１に向かって進む。
【００３２】
また、ケーシング３１およびカバー３２には、サイドフェイスダクト１６に接続されて空調風をケーシング３１内に流入させる流入口３１ｂ、３２ｃと、サイドフェイスダクト１６に接続されて空調風を流出させる流出口３１ｃ、３２ｄとが形成されている。
【００３３】
そして、図３に示すように、ケーシング３１の作業用開口部３１ａを閉塞するようにカバー３２を取り付けると、ケーシング３１内には空調風が流通することとなり、ケーシング３１およびカバー３２はサイドフェイスダクト１６の一部として機能する。
【００３４】
すなわち、表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５はサイドフェイスダクト１６内に配置されていることとなる。よって、ＨＵＤ３０のインパネ２裏面側における搭載スペースの省スペース化を図ることができ、インパネ２の裏面側のスペースが小さい車両であっても、ＨＵＤ３０の搭載を容易にできる。
【００３５】
なお、ケーシング３１はサイドフェイスダクト１６に固定して接続されており、カバー３２はサイドフェイスダクト１６に脱着可能に接続されている。具体的には、サイドフェイスダクト１６には突出部１６ａが備えられており、カバー３２の流入口３２ｃおよび流出口３２ｄには、突出部１４ａに向かって延び、突出部１６ａと係合する穴部３２ｅを有する延出部３２ｆが備えられている。そして、この延出部３２ｆは、突出部１６ａの突出方向に弾性変形可能に形成されている。
【００３６】
ここで、前述のように、ケーシング３１およびカバー３２はサイドフェイスダクト１６の一部として機能している。従って、ケーシング３１の開口部３１ａをカバー３２により開閉するということを換言すれば、サイドフェイスダクト１６のうち表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５が配置された部分に設けられた開口部３１ａを、カバー３２により開閉するということになる。
【００３７】
これにより、カバー３２をケーシング３１およびサイドフェイスダクト１６に取り付ける際には、カバー３２をケーシング３１に向けて押し付けると、延出部３２ｆが突出部１６ａに押されて弾性変形し、さらにカバー３２を押し付けると突出部１６ａが穴部３２ｅにはまり込んで係合する。また、カバー３２を取り外す際には、作業者の手で延出部３２ｆを弾性変形させて穴部３２ｅを突出部１６ａから取り外す。
【００３８】
図４は、インパネ２、サイドフェイスダクト１６およびＨＵＤ３０を示す分解斜視図であり、インパネ２の上壁のうちカバー３２と対向する部分には作業用開口部２ａが形成されている。そして、この作業用開口部２ａを開閉可能な樹脂製のインパネガーニッシュ２ｂにより、作業用開口部２ａは閉塞されるようになっている。なお、この作業用開口部２ａは請求の範囲における第２開口部と対応し、インパネガーニッシュ２ｂは請求の範囲における第２蓋部材と対応する。
【００３９】
また、本実施形態ではインパネガーニッシュ２ｂはインパネ２に脱着可能に取り付けられている。具体的には、インパネガーニッシュ２ｂには下方に突出する係合突部２ｃが複数箇所に形成されており、これらの係合突部２ｃを、インパネ２の作業用開口部２ａの周縁に形成された複数の係合穴部２ｄに挿入して係合させることにより、インパネガーニッシュ２ｂはインパネ２に対して脱着可能となっている。なお、本実施形態では係合突部２ｃを４箇所に形成している。
【００４０】
また、インパネガーニッシュ２ｂには透光用開口部２ｅが形成されている。そして、図２の矢印Ａに示すようにＨＵＤ３０から出射される表示光は、透光用開口部２ｅを通し、フロントウインドシールド１の視界領域部１ａの裏面に入射する。ここで、フロントウインドシールド１の視界領域部１ａには、酸化チタン等の蒸着膜を半透過性の反射膜としてシールド１内側に付着して形成された周知のコンバイナ１ｂが付着されている。
【００４１】
そして、図１（ａ）の矢印Ｂに示すように、視界領域部１ａに入射した表示光はコンバイナ１ｂにて反射され、当該車両の図示しないステアリングホイールの直上を通して運転者の両眼に入射する。これにより、運転者は、フロントウインドシールド１の前方から表示光が両目に入射してきたものと錯覚し、フロントウインドシールド１の前方にて、上記表示情報を虚像として視認することとなる。
【００４２】
ところで、サイドフェイスダクト１６内の気流により、表示器３３の防塵カバー３３ｃ、反射鏡３４の反射面３４ａ、凹面鏡３５の反射面３５ａおよび防塵カバー３２ｂに埃等の異物が付着してしまい、虚像表示が見にくくなってしまう場合がある。これに対し、本実施形態において、異物を除去する作業の手順を以下に説明する。
【００４３】
はじめに、インパネガーニッシュ２ｂをインパネ２から取り外して、カバー３２を車室内に露出させる。次に、カバー３２をサイドフェイスダクト１６から取り外して、表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５を車室内に露出させる。そして、作業用開口部２ａ、３１ａから手を入れて、防塵カバー３３ｃ、３２ｂおよび反射面３４ａ、３５ａを布等で拭くことにより異物を除去する。異物除去後には、カバー３２およびインパネガーニッシュ２ｂを所定位置に取り付ける。
【００４４】
このように本実施形態によれば、インパネガーニッシュ２ｂおよびカバー３２を取り外すだけで表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５が車室内に露出することになるので、サイドフェイスダクト１６、表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５を車両に搭載したまま異物を除去することができ、異物除去の作業性を良好にできる。
【００４５】
また、図５は、上記実施形態の変形例を示す分解斜視図であり、この図に示すようにインパネガーニッシュ２ｂとカバー３２とを一体に構成するようにして、部品点数の削減を図るようにしてもよい。
【００４６】
（本発明の実施形態）
図６は、本実施形態に係る反射鏡３４を反射面３４ａ側から見た正面図であり、反射鏡３４には、反射面３４ａを拭くワイパ３６が備えられている。そして、このワイパ３６は、駆動手段としての電動モータ３７により反射面３４ａ上を往復動するようになっている。また、ワイパ３６は、反射鏡３４のみならず、表示器３３および凹面鏡３５にも備えられており、防塵カバー３３ｃおよび反射面３５ａもワイパ３６により拭かれるようになっている。
【００４７】
因みに、本実施形態では、ワイパ３６は電動モータ３７に取り付けられている。そして、図６の背面図である図７に示すように、電動モータ３７にはピニオン３８が取り付けられ、反射鏡３４の裏面側にはピニオン３８と噛み合うラック３９が固定されている。よって、電動モータ３７の駆動によりピニオン３８が回転すると、ピニオン３８がラック３９上を往復動し、これにより、ワイパ３６が反射面３４ａ上を往復動するようになっている。
【００４８】
以上により、本実施形態によれば、参考実施形態で必要であったインパネガーニッシュ２ｂおよびカバー３２を取り外す作業や、布等で拭き取る作業をも廃止することができるので、異物除去の作業性をより一層良好にできる。
【００４９】
（他の実施形態）
上記参考および本発明の実施形態では、表示器３３からの表示光を反射鏡３４により反射させてから凹面鏡３５に入射させるようにしているが、本発明の実施にあたり、反射鏡３４を廃止して、表示器３３からの表示光を凹面鏡３５に直接入射させるようにしてもよい。
【００５０】
また、上記参考および本発明の実施形態では、サイドフェイスダクト１６内に表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５を配置しているが、本発明の空調ダクトはサイドフェイスダクト１６に限られるものではなく、例えば、インパネ２内側を車両左右方向に延びて、車両左右両端から乗員の上半身に向かって空調風を吹き出すサイドデフロスタ吹出口と、空調ケース１１とを接続するサイドデフロスタダクト内に表示器３３、反射鏡３４および凹面鏡３５を配置するようにしてもよい。
【００５１】
因みに、上記のようにサイドデフロスタダクト内に配置する場合には、車両左右方向の略中央に位置するセンタデフロスタダクトと干渉しないように、ＨＵＤ３０を運転席側にオフセット配置するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考実施形態に係るＨＵＤの車両搭載位置を示す模式図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
【図２】図１のサイドフェイスダクトおよびＨＵＤを示す分解斜視図である。
【図３】図２の上側ケーシングを下側ケーシングおよびサイドフェイスダクトに取り付けた状態を示す斜視図である。
【図４】図１のインストルメントパネル、サイドフェイスダクトおよびＨＵＤを示す分解斜視図である。
【図５】 参考実施形態の変形例を示す分解斜視図である。
【図６】 本発明の実施形態に係る反射鏡を示す正面図である。
【図７】図６の背面図である。
【符号の説明】
１…フロントウインドシールド、２…インストルメントパネル、
２ａ…作業用開口部（第２開口部）、
２ｂ…インパネガーニッシュ（第２蓋部材）、
１６…サイドフェイスダクト、３１ａ…作業用開口部（第１開口部）、
３２…カバー（第１蓋部材）、３３…表示器、３５…凹面鏡。

Claims (1)

1. 車両の車室内にてフロントウインドシールド（１）の下方に位置するインストルメントパネル（２）の裏面側にて、表示情報を表す表示光を出射する表示器（３３）と、
   前記表示器（３３）からの表示光を前記フロントウインドシールド（１）の裏面に向けて反射する凹面鏡（３５）とを備え、
   前記フロントウインドシールド（１）が前記凹面鏡（３５）からの反射光を反射して前記表示情報を前方に虚像として表示するようにしたヘッドアップディスプレイ（３０）の、車両搭載構造であって、
   前記表示器（３３）および前記凹面鏡（３５）を、前記インストルメントパネル（２）の裏面側にて空調風を流通させる空調ダクト（１６）の内部に配置し、
   この空調ダクト（１６）の内部に、前記表示器（３３）の出射面（３３ｃ）を拭く第１ワイパ（３６）と、前記凹面鏡（３５）の反射面（３５ａ）を拭く第２ワイパ（３６）とを備えることを特徴とするヘッドアップディスプレイの車両搭載構造。

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