(57)【要約】【課題】光学基台組立体等の第1部材を所定の角度に微細に調整した後、光学基台組立体等の第1部材を安定的に本体等の第2部材に保持することができる中空構造のネジによる固定機構である。【解決手段】中空構造のネジによる固定機構は、内部に貫通穴が空いた中空構造を有し外周部にネジ部を備える送りネジ1を有する。送りネジ1が外周部のネジ部において第1部材2に螺合し、固定ネジ4が送りネジ1の貫通穴を貫通するとともに第2部材3に螺合することで、送りネジ1の先端部が第2部材3に当たって第1部材2が第2部材3に対して角度調整されて固定される。【選択図】図1
2006084725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に貫通穴が空いた中空構造を有し外周部にネジ部を備える送りネジを有し、送りネジが外周部のネジ部において第1部材に螺合し、固定ネジが送りネジの貫通穴を貫通するとともに第2部材に螺合することで、送りネジの先端部が第2部材に当たって第1部材が第2部材に対して角度調整されて固定されることを特徴とする中空構造のネジによる固定機構。
【請求項２】
送りネジの先端部がR形状を有する請求項1に記載の中空構造のネジによる固定機構。
【請求項３】
外周部の送りネジを精密ネジにした請求項1または2に記載の中空構造のネジによる固定機構。
【請求項４】
送りネジの貫通穴を貫通する固定ネジの根元部に、根元側が細くなる方向にテーパーが付いている請求項1、2または3に記載の中空構造のネジによる固定機構。
【請求項５】
中空構造の送りネジの回転方向の固定をナットにより行う請求項1ないし4のいずれかに記載の中空構造のネジによる固定機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学基台に光学ユニットを精度良く装着した光学基台組立体を、光学基台に別途装着した複数の精密送りネジで精度良く本体に対して角度調整する精密光学機器等における中空構造のネジによる固定機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記の如き精密光学機器の一例としてリヤプロジェクタを例にすると、図5、図6に示す様な構造が考えられる（図6は図5の矢視図である）。図において、11は赤、緑、青各色用の液晶パネルあるいはＣＲＴ管を内蔵して投影レンズから色光を射出するプロジェクタであり、12は第1反射ミラーで、前記プロジェクタ11の前面に設けられ、13は第2反射ミラーであり、14はスクリーンで、前記第2反射ミラー13の前方に配設され、15は本体筺体である。そして、プロジェクタ11の投影レンズから射出された投影像は、第1反射ミラー12及び第2反射ミラー13を介してスクリーン14の背面側から投影される。
【０００３】
しかしながら、上記のように部品を組み立てる場合、各部品の単品精度が良く出ているものを、精度良く組み立てても、前記プロジェクタ11、第1反射ミラー12、第2反射ミラー13、スクリーン14の微細な誤差の積み重ねにより、最終的にユーザがスクリーン画面で見る画像には、ユーザが気になる程度の誤差は生じてしまう。そこで、プロジェクタ11の角度姿勢を調整して、スクリーン画像のひずみや誤差を取り除く必要がある。
【０００４】
図5、図6に示す様に、前記プロジェクタ11は、光学基台7に精度良く取り付けられ、光学基台7の4隅には、精密送りネジ8が取り付けられていて、光学基台7には、精密送りネジ8のピッチに合わせた雌ネジが切られている。前記光学基台7の角度調整は、精密送りネジ8を回転することにより該ネジが送られ、光学基台7の角度が、所定の角度に対して、非常に微細な精度で自在に調整されることで行われる。その調整が終わった後で、光学基台7は固定ネジ9で本体10に固定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記構成における問題点を計算例を交えて説明する。
例えば、前記精密ネジ8の送りピッチが0.5ｍｍである場合、精密送りねじを15°回転させると、15／360×0.5ｍｍ＝0.021ｍｍ＝21μｍの送りが可能となる。ここで、精密送りネジ8間のピッチ距離を300ｍｍとすると、tanθ＝0.021／300よりθ＝0.0040°＝0.24′という非常に微細な精度で角度調整できるので、光学基台組立体を所定の角度に非常に微細な精度で容易に調整することが出来る。
【０００６】
しかしながら、ここで示した構成例では、所定の角度に調整した後、光学基台組立体を本体10に固定するときに、図6に示す様に調整ネジ8間のピッチ距離のほぼ中央部で固定することになり、固定ネジ9の抑えつける荷重により光学基台7に変形を与えてしまう。
【０００７】
この対策として、光学基台組立体を変形させない程度の軽微な荷重で固定する方法がある。しかし、これでは、光学基台組立体の質量が重いときなどは、締結力不足により、光学基台組立体に落下衝撃荷重等が掛かったときに、光学基台組立体を安定的に保持することが出来ない。従って、光学基台組立体を落下衝撃荷重等に耐えられる様にするには、光学基台組立体の質量の15〜100倍の荷重で抑える必要があり、例として、光学基台組立体が8Kgであれば、8×100＝800Kgの荷重が必要となる。4箇所で固定する場合、1箇所あたり、200Kgの荷重が必要となる。
【０００８】
しかし、調整ネジ8間のピッチ距離の中央部を固定ネジ9や板バネで、200kgで抑えることにより、光学基台組立体が変形し、上記した様に光学基台7に光学ユニットを精度良く装着した光学基台組立体を、光学基台7に別途装着した複数の精密送りネジ8で精度良く角度調整した意味を失ってしまう。
【０００９】
例えば、前記精密送りねじ8間のピッチ距離を300ｍｍ、光学基台7の材質をアルミダイキャストで基本肉厚10ｍｍ（このとき、光学基台7の質量は約3Kgとなる）とし、ピッチ間距離の中央部を200Kgで抑えた場合、最大たわみが0.65ｍｍ、最大たわみ角度が0.72°＝43.2′となり、光学基台組立体を複数の精密送りネジ8で精度良く角度調整した意味を全く失ってしまう。この例では、調整ネジ8間のピッチ距離の中央部を抑えた結果であるが、調整ネジ8の近傍30ｍｍのポイント抑えた場合の数値でも、最大たわみが0.38ｍｍ、最大たわみ角度が1.70°となり、問題の解決にはならない。また、調整ネジ8の近傍10ｍｍのポイント抑えた場合の数値でも、最大たわみが0.13ｍｍ、最大たわみ角度が1.85°となり、問題の解決にはならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題に鑑み、本発明の中空構造のネジによる固定機構は、内部に貫通穴が空いた中空構造を有し外周部にネジ部を備える送りネジ（調整ネジ）を有し、送りネジが外周部のネジ部において第1部材に螺合し、固定ネジ（貫通ネジ）が送りネジの貫通穴を貫通するとともに第2部材に螺合することで、送りネジの先端部が第2部材に当たって第1部材が第2部材に対して角度調整されて固定されることを特徴とする。
【００１１】
上記基本構成において、送りネジの先端部がR形状（角部が適当に丸まった形状）を有するようにしてもよい。また、外周部の送りネジを精密ネジにしてもよい。さらに、送りネジの貫通穴を貫通する固定ネジの根元部に、根元側が細くなる方向にテーパーが付いている構成や、中空構造の送りネジの回転方向の固定をナットにより行う構成にもできる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の構成を有する本発明の固定機構によれば、外周部にネジ部を備える中空構造の送りネジで、光学基台組立体等の第1部材を所定の角度に微細に調整した後、中空構造の送りねじの中心部で固定ネジにより、光学基台組立体等の第1部材を本体等の第2部材に強固に締結するので、落下衝撃荷重等が掛かっても、光学基台組立体等の第1部材を安定的に本体等の第2部材に保持することができる。例えば、光学基台に変形を与えることなく、しかも、光学基台組立体の質量の100倍以上の固定力で、強固に締結することが出来る。
【００１３】
また、前記送りネジの先端部にRを付けておくことにより、光学基台組立体等の第1部材の角度調整によりスムーズに追従することが出来る。また、前記貫通ネジに、ネジの根元方向が細くなる方向にテーパーを付けておくことにより、中空送りネジの貫通穴の内径寸法を、不必要に大きくすることを避けることが出来る。
【００１４】
また、中空送りネジの回転方向の固定を固定ナットにより行えば、光学基台組立体等の第1部材を非常に微細に調整した位置をより強固に維持できるので、仮に、メンテナンスなどの事情で固定ネジを緩めたりした場合も、角度ずれすることなくメンテナンスなどをすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
（第1の実施形態）
まず、図1、図2を参照して本発明の第1の実施形態を説明する。図1は、プロジェクタ11を保持して角度調整し、本体3に固定する本実施形態の固定機構を示す。第1反射ミラー、第2反射ミラー、スクリーンは図5に示す構成例と同じなので図示を省略している。図2は本実施形態の中空ネジ部の断面図である。
【００１７】
図1において、プロジェクタ11は光学基台2に固定され、光学基台2の4隅には、貫通穴が空いた中空構造の中空精密送りネジ1が設けられている。そして、プロジェクタ11の角度を調整するため、先端部が本体3に当接した中空精密送りネジ1を回転させて光学基台2の傾きを調整した後、光学基台2は、送りネジ1の貫通穴を貫き本体3のネジ穴に螺合した固定ネジ4で本体3に固定される。
【００１８】
図2に沿って、前記中空精密送りネジ1廻りを詳細に説明する。中空精密送りネジ1は、外周部に精密ネジ部1ａが設けられていて、光学基台2に切られた雌ネジに、複数本（ここでは4本）螺合されている。ここで、光学基台2に螺合して先端部が本体3に当接している中空精密送りネジ1を回転させて光学基台2と本体3との距離を非常に微細に変化させることにより、光学基台1の角度を非常に微細に調整できる。例えば、図5に示す構成例のところで説明したように精密ネジ部1ａの送りピッチを0.5mmとした場合、精密送りねじ1を15°回転させると、15／360×0.5ｍｍ＝0.021ｍｍ＝21μｍの送りが可能となる。そして、精密送りネジ1間のピッチ距離を300ｍｍとすると、tanθ＝0.021／300よりθ＝0.0040°＝0.24′という非常に微細な精度で角度調整することができる。こうして、光学基台組立体を、所定の角度に、非常に微細な精度で容易に調整することが出来る。
【００１９】
この後、光学基台組立体を本体3に固定するとき、中空精密送りネジ1の貫通穴を貫通し本体3のネジ穴に螺合した固定ネジ4を回転させることで、固定ネジ4の頭部の下面が送りネジ1の上部先端面を押して（このとき同時に送りネジ1の下部先端面が本体3に押し付けられる）、光学基台組立体を本体3に強固に締結・固定する。この際、中空精密送りネジ1の先端部1ｃにR（角部が丸まった形状）を持たせることで、本体3に対する光学基台2の角度を調整するとき、中空精密送りネジ1がその角度により滑らかに倣うことが出来る。
【００２０】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、外周部にネジ部1ａを有する精密送りネジ1で、光学基台組立体を所定の角度に非常の微細に調整した後、中空構造の精密送りねじ1の中心部で貫通ネジ4により、光学基台組立体を本体3に強固に締結することが出来るので、落下衝撃荷重等が掛かっても、光学基台組立体を安定的に保持できる。また、前記精密送りネジ1の先端部1ｃにはRを付けておくことにより光学基台組立体の角度調整にも送りネジ1はより滑らかに追従することが出来る。
【００２１】
（第2の実施形態）
次に、図3を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。図3は本実施形態の中空ネジ1による固定機構を示した断面図である。本体3に対する光学基台2の角度調整方法は第1の実施形態と同じである。角度調整するとき、光学基台2が調整により軽微に傾くため、固定ネジ5と中空精密送りネジ1の内径部1ｂ（ここにはネジ部は形成されていない）で干渉する方向性になる。このため、固定ネジ5の根元側の寸法が細くなる方向にテーパー5ａ（この部分にはネジ部は形成されていない）が付いていると、中空精密送りネジ1の内径部1ｂの寸法を不必要に大きくする必要はなくなり、ひいては、中空精密送りネジ1の小型化、固定ネジ5の小型化が可能となる。
【００２２】
この様に、第2の実施形態によれば、前記貫通ネジ5に、ネジの根元方向が細くなる方向にテーパー部5ａを付けておくことにより、中空ネジ1の貫通穴の内径寸法を、不必要に大きくすることを避けることが出来る。
【００２３】
（第3の実施形態）
次に、図4を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。図4は本実施形態の中空ネジ4による固定機構を示した図である。光学基台2に対する中空精密送りネジ1の回転方向の固定をナット6により行えば、光学基台組立体を非常に微細に調整した位置をより強固に維持できる。本実施形態は、こうした固定ナット6を用いる形態である。
【００２４】
本実施形態では、仮に、メンテナンスなどの事情で固定ネジ4を中空精密送りネジ1に対して緩めたりした場合も、本体3と光学基台2間の角度ずれが生じることなくメンテナンスすることが出来る。尚、前記固定ナット6は通常は使用しなくても、固定ネジ4の強固な固定力により緩むことはないので、メンテナンス頻度が低い場合は、固定ナット6を省略しても良いが、メンテナンスする必要が生じたときは、前記ナット6で中空精密送りネジ1を光学基台2に対してまず固定し、それから、送りネジ1に対して固定ネジ4を緩めて、メンテナンスすると良い。つまり、光学基台2の上面と固定ネジ4の取り付け面（送りネジ1の上方先端部の面）の距離として、中空精密送りネジ1のネジに見合うナット6が取り付けられる距離を確保しておいて、必要時にはここに固定ナット6を取り付けると良い。
【００２５】
本実施形態によれば、中空精密送りネジ1の回転方向の固定を固定ナット6により行えば、光学基台組立体を非常に微細に調整した位置をより強固に維持できるので、仮に、メンテナンスなどの事情で固定ネジ4を緩めたりした場合も、角度ずれすることなくメンテナンスすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第1の実施形態の全体図。
【図２】本発明の第1の実施形態の部分詳細図。
【図３】本発明の第2の実施形態を説明する断面図。
【図４】本発明の第3の実施形態を説明する図。
【図５】リヤプロジェクタの光学基台組立体の構成例を示す図。
【図６】図5のA矢視図。
【符号の説明】
【００２７】
1  中空構造の送りネジ（調整ネジ、精密ネジ）
1ａ  送りネジの外周部（ネジ部、精密ネジ部）
1ｂ  送りネジの内径部
1ｃ  送りネジの先端部R
2    第1部材（光学基台）
3    第1部材（本体）
4、5    固定ネジ（貫通ネジ）
5ａ  固定ネジのテーパー部
6    固定ナット
【図１】
2006084725.tif 000003
【図２】
2006084725.tif 000004
【図３】
2006084725.tif 000005
【図４】
2006084725.tif 000006
【図５】
2006084725.tif 000007
【図６】
2006084725.tif 000008