(57)【要約】【課題】回転を容易にしながら振動を抑制する技術を提供する。【解決手段】第２ギア２４０は、第１ギア２３０に噛み合わされて回転する第２ギア２４０とギア部２４２の回転軸の方向に突起する突起部２４６とを有する。支持部２６０は、第２ギア２４０を支持する。バネ２８０は、突起部２４６に挿通される巻線部２８２と、巻線部２８２の両端から延伸される第１アーム２８４および第２アーム２８６とを有する。第１引っかけ部３００は、第１アーム２８４を引っかけ、第２引っかけ部３０２は、第２アーム２８６を引っかける。【選択図】図５
2019159282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転軸を中心に回転するネジ状の第１ギアと、
前記第１ギアに噛み合わされ、前記モータの回転軸の方向とは異なった方向の回転軸を中心に回転するギア部と、前記ギア部の回転軸の方向に突起する突起部と、前記ギア部に対して前記突起部の反対側において回転対象物を保持する保持部とを有する第２ギアと、
前記第２ギアの前記突起部を貫通孔から第１面側に突出させるとともに、前記第１面とは反対の第２面側に、前記第１ギアと、前記第２ギアの前記ギア部とを配置させることによって、前記第２ギアを支持する支持部と、
前記支持部の前記第１面側から突出した前記突起部に挿通される巻線部と、前記巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネと、
前記支持部の前記第１面との間で前記バネの前記巻線部を挟むように、前記突起部に取り付けられるバネ止め部とを備え、
前記第２ギアの前記ギア部は、前記バネの前記第１アームを引っかける第１引っかけ部を有し、
前記支持部の前記第１面は、前記バネの前記第２アームを引っかける第２引っかけ部を有することを特徴とする回転装置。
【請求項２】
筐体と、
前記筐体内に配置される回転装置と、
前記回転装置によって回転される反射鏡とを備え、
前記回転装置は、
モータの回転軸を中心に回転するネジ状の第１ギアと、
前記第１ギアに噛み合わされ、前記モータの回転軸の方向とは異なった方向の回転軸を中心に回転するギア部と、前記ギア部の回転軸の方向に突起する突起部と、前記ギア部に対して前記突起部の反対側において前記反射鏡を保持する保持部とを有する第２ギアと、
前記第２ギアの前記突起部を貫通孔から第１面側に突出させるとともに、前記第１面とは反対の第２面側に、前記第１ギアと、前記第２ギアの前記ギア部とを配置させることによって、前記第２ギアを支持する支持部と、
前記支持部の前記第１面側から突出した前記突起部に挿通される巻線部と、前記巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネと、
前記支持部の前記第１面との間で前記バネの前記巻線部を挟むように、前記突起部に取り付けられるバネ止め部とを備え、
前記第２ギアの前記ギア部は、前記バネの前記第１アームを引っかける第１引っかけ部を有し、
前記支持部の前記第１面は、前記バネの前記第２アームを引っかける第２引っかけ部を有することを特徴とするヘッドアップディスプレイ装置。
【請求項３】
前記第２ギアの前記ギア部の回転軸と、前記第２ギアを含めた前記反射鏡の重心とは、近接することを特徴とする請求項２に記載のヘッドアップディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機構に関し、特に回転対象物を回転させる回転装置およびヘッドアップディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置は、表示器、平面鏡、反射部材を備え、表示器から出射された表示光を平面鏡、反射部材とで反射させ、車両のフロントガラスに照射させて表示を行う。ヘッドアップディスプレイ装置における表示位置を調節するために、反射部材は回転機構によって回転可能に構成される。車両の走行などにより生じた揺れが伝達すると、回転機構により反射部材が振動することによって、表示にぶれが発生する。これを防止するため、反射部材に設けられた突出形状の被支持部が、回転機構に設けられた孔形状の支持部に挿入され、これらを弾性部材で挟持することによって、被支持部の外面が支持部の内面に押圧固定される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第１６／１５２５２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
反射部材と回転機構とを押圧固定することにより、回転機構により反射部材が振動することが抑制される。しかしながら、反射部材を回転させるために必要なトルクが大きくなる。これにより、回転機構に取付可能なモータとして、ある程度大きなトルクを発生可能なモータに制限される。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転を容易にしながら振動を抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の回転装置は、モータの回転軸を中心に回転するネジ状の第１ギアと、第１ギアに噛み合わされ、モータの回転軸の方向とは異なった方向の回転軸を中心に回転するギア部と、ギア部の回転軸の方向に突起する突起部と、ギア部に対して突起部の反対側において回転対象物を保持する保持部とを有する第２ギアと、第２ギアの突起部を貫通孔から第１面側に突出させるとともに、第１面とは反対の第２面側に、第１ギアと、第２ギアのギア部とを配置させることによって、第２ギアを支持する支持部と、支持部の第１面側から突出した突起部に挿通される巻線部と、巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネと、支持部の第１面との間でバネの巻線部を挟むように、突起部に取り付けられるバネ止め部とを備える。第２ギアのギア部は、バネの第１アームを引っかける第１引っかけ部を有する。支持部の第１面は、バネの第２アームを引っかける第２引っかけ部を有する。
【０００７】
本発明の別の態様は、ヘッドアップディスプレイ装置である。この装置は、筐体と、筐体内に配置される回転装置と、回転装置によって回転される反射鏡とを備える。回転装置は、モータの回転軸を中心に回転するネジ状の第１ギアと、第１ギアに噛み合わされ、モータの回転軸の方向とは異なった方向の回転軸を中心に回転するギア部と、ギア部の回転軸の方向に突起する突起部と、ギア部に対して突起部の反対側において反射鏡を保持する保持部とを有する第２ギアと、第２ギアの突起部を貫通孔から第１面側に突出させるとともに、第１面とは反対の第２面側に、第１ギアと、第２ギアのギア部とを配置させることによって、第２ギアを支持する支持部と、支持部の第１面側から突出した突起部に挿通される巻線部と、巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネと、支持部の第１面との間でバネの巻線部を挟むように、突起部に取り付けられるバネ止め部とを備える。第２ギアのギア部は、バネの第１アームを引っかける第１引っかけ部を有する。支持部の第１面は、バネの第２アームを引っかける第２引っかけ部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転を容易にしながら振動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）−（ｂ）は、実施例に係る車両の構造を示す図である。
【図２】図１（ａ）のヘッドアップディスプレイ装置の構造を示す斜視図である。
【図３】図２のヘッドアップディスプレイ装置の構造を示す断面図である。
【図４】図３の第２反射鏡と、これを保持する回転装置の構造を示す斜視図である。
【図５】図４の第２反射鏡と回転装置の構造を示す分解斜視図である。
【図６】図６（ａ）−（ｃ）は、図４の回転装置の構造を示す図である。
【図７】図７（ａ）−（ｂ）は、図４の第２反射鏡と回転装置による作用を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本実施例を具体的に説明する前に、基礎となった知見を説明する。本発明の実施例は、車両に搭載されるヘッドアップディスプレイ装置である。ヘッドアップディスプレイ装置は、フロントガラス越しの運転視野に虚像として情報を映し出す虚像表示装置であり、運転者の視界情報を支援する。このようなヘッドアップディスプレイ装置は、ウインドウシールド・ヘッドアップディスプレイ装置と、コンバイナ・ヘッドアップディスプレイ装置に分類される。ウインドウシールド・ヘッドアップディスプレイ装置は、情報を液晶パネルなどに表示し、それをミラーに反射させて、虚像としてフロントガラスに映し出す。運転者には、フロントガラス上の静止画像としてではなく、前方のボンネット上に画像が「浮かんでいる」ように見える。
【００１１】
コンバイナ・ヘッドアップディスプレイ装置は、コンバイナと呼ばれる小型で透明なプラスチックディスクをフロントガラスの車内側に配置させ、コンバイナをフロントガラスの代わりに情報を表示するミラーとして使用する。フロントガラスを光学経路に統合する必要がなく装置が小型化されるので、コンバイナ・ヘッドアップディスプレイ装置は、小型車やスポーツ車に容易に搭載搭載可能である。しかしながら、コンバイナ・ヘッドアップディスプレイ装置のビジュアル表示の距離は短いので、ウインドウシールド・ヘッドアップディスプレイ装置と比べて、運転者の目が短い距離に慣れる必要がある。本実施例では、ウインドウシールド・ヘッドアップディスプレイ装置を説明の対象にし、以下ではこれをヘッドアップディスプレイ装置と呼ぶ。
【００１２】
ヘッドアップディスプレイ装置では、液晶パネル等の表示装置から出射された表示光が、第１反射鏡と第２反射鏡に順に反射され、フロントガラスに到達する。フロントガラスに反射された表示光は、フロントガラスの前方に、表示光で示される画像の虚像を形成するとともに、前方からの光を透過する。これにより、虚像と前景は、運転者に視認される。運転者の身長、運転姿勢等により、運転者にとって適した虚像の表示位置は異なる。表示位置を調節するために、第２反射鏡は回転装置によって回転可能に構成される。このような第２反射鏡と回転装置との組合せが、車両からの振動により共振すると、虚像の表示にぶれを生じさせる。これにより、運転者の視認性が悪化する。
【００１３】
これまで、第２反射鏡の回転軸方向と、回転方向の振動を抑えるために、複数のバネが使用されている。しかしながら、回転方向の振動を抑えるためのバネは、第２反射鏡の背面に押し当てられる。このようなバネの押し当てによる第２反射鏡の歪みを抑制するためには、第２反射鏡の背面には、剛性に優れた高価な材料が使用される。また、複数のバネにより構造が複雑になる。一方、背景技術のように第２反射鏡と回転装置とを押圧固定する構造の場合、振動を抑制しながら回転可能にするためには、第２反射鏡を回転させるためのトルクを大きくすべきであり、ある程度大きなトルクを発生可能なモータが必要になる。そのため、回転を容易にしながら振動を抑制するとともに、構造の複雑化を抑制することが求められる。
【００１４】
なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行、直交からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。
【００１５】
図１（ａ）−（ｂ）は、車両１０の構造を示す。図１（ａ）−（ｂ）に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は互いに直交する。ｘ軸は車両１０の前後方向に延び、ｙ軸は車両１０の左右方向に延びる。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、車両１０の高さ方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１（ａ）−（ｂ）における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。ここでは、ｘ軸の正方向を「後方」、「後側」、ｘ軸の負方向を「前方」、「前側」、ｙ軸の正方向を「右方」、「右側」、ｙ軸の負方向を「左方」、「左側」、ｚ軸の正方向を「上方」、「上側」、ｚ軸の負方向を「下方」、「下側」ということもある。
【００１６】
図１（ａ）は、左方から見た場合の車両１０の部分断面図である。ボンネット１２の後方にはフロントガラス１４が配置され、フロントガラス１４は後方に延びながら、上方にも延びる。フロントガラス１４の後方にはルーフ１６が配置される。フロントガラス１４とルーフ１６によって囲まれた空間が車室１８であり、車室１８の前方部分にはメータ２０が配置され、メータ２０の後方にはステアリングホイール２２が配置される。また、車室１８におけるステアリングホイール２２の後方には、座席（図示せず）が配置され、座席には運転者２４が座っている。このような状況において、運転者２４は、フロントガラス１４を介して前景を見るとともに、メータ２０の表示を見る。運転者２４からメータ２０までの距離は約０．８ｍであるので、フロントガラス１４越しの前景と、メータ２０の表示との間の視点切替において、運転者２４には焦点調整の負荷が生じる。
【００１７】
車室１８において、車両１０とステアリングホイール２２の間には、ヘッドアップディスプレイ装置１００が固定される。ヘッドアップディスプレイ装置１００は、筐体１１０、表示装置１１２、第１反射鏡１１４、第２反射鏡１１６、開口カバー１１８を含む。筐体１１０は上方の部分が開口した箱形形状を有するケースであり、開口した部分は、透光性を有した開口カバー１１８によって覆われる。筐体１１０の下方部分には表示装置１１２が設置されており、表示装置１１２は、例えば、液晶パネルとバックライト用光源から構成される透過型液晶ディスプレイ、あるいは自発光型ディスプレイである。表示装置１１２は、車両の走行速度あるいは各種警告などの各種車両情報、ナビゲーション情報等の情報を報知するための画像を表す表示光５０を出射する。
【００１８】
第１反射鏡１１４は、表示装置１１２が出射した表示光５０を第２反射鏡１１６に向けて反射させる。第２反射鏡１１６は、第１反射鏡１１４で反射した表示光５０をさらに反射させる。第２反射鏡１１６で反射された表示光５０は、筐体１１０の開口に設けられた開口カバー１１８を透過して、フロントガラス１４に向かう。フロントガラス１４に到達し、反射された表示光５０は、フロントガラス１４の前方位置に画像の虚像５２を形成するとともに、前方からの光を透過する。これにより、ヘッドアップディスプレイ装置１００は、虚像５２と前景等の双方を運転者２４に視認させる。特に、運転者２４から虚像５２までの距離は約２ｍであり、これは、運転者２４からメータ２０までの距離よりも長く、かつ虚像５２を見るときと前景を見るときの視線の方向が近い。そのため、フロントガラス１４越しの前景と虚像５２への視点切替における焦点調整の負荷が低減される。
【００１９】
図１（ｂ）は、車室１８内から前方を見た場合の車両１０の構造を示す。ステアリングホイール２２の前方にメータ２０が配置されており、それらの上方にフロントガラス１４が配置される。また、フロントガラス１４越しに前景が視認される。図示しない運転者２４は、前景において前方を走行する他車両に着目しているので、当該他車両が注視点３０とされる。また、注視点３０の周囲が有効視野３２となり、有効視野３２の周囲が誘導視野３４となる。有効視野３２は情報を瞬時に受容可能な範囲であり、誘導視野３４は提示情報の存在を感知可能な範囲である。また、フロントガラス１４の前方に虚像５２が表示される。虚像５２は、有効視野３２、誘導視野３４に含まれるので、運転者２４は、虚像５２に含まれた内容をすぐに認識可能である。
【００２０】
図２は、ヘッドアップディスプレイ装置１００の構造を示す斜視図である。図３は、ヘッドアップディスプレイ装置１００の構造を示す断面図であり、これは図２のＡ−Ａ’線による断面図である。筐体１１０は、前後方向よりも左右方向に長い箱形形状を有するとともに、第１反射鏡１１４、第２反射鏡１１６を収容する中空形状を有する。筐体１１０は、車両１０への取付構造を有し、車両１０に取付可能である。筐体１１０の上方の部分は開口する。筐体１１０は、例えば黒色のように透光性を有さない合成樹脂により形成される。筐体１１０の開口は、開口カバー１１８に覆われる。開口カバー１１８は、例えば透光性を有する合成樹脂により形成され、筐体１１０への異物混入を防ぐ。
【００２１】
表示装置１１２は、筐体１１０の下方かつ後方の部分に配置される。表示装置１１２は上方に向かって表示光５０（図示せず）を出射可能である。そのため、表示光５０は、表示装置１１２から開口カバー１１８の内部空間に出射される。第１反射鏡１１４は、表示装置１１２に対向するように表示装置１１２の上方に配置され、かつ筐体１１０内に固定される。第１反射鏡１１４は、表示装置１１２からの表示光５０を前方に向かって拡大反射する。
【００２２】
第２反射鏡１１６は、第１反射鏡１１４に対向するように、第１反射鏡１１４の前方に配置される。第２反射鏡１１６は、第１反射鏡１１４からの表示光５０を上方に向かって反射する。前述のごとく、表示光５０による虚像５２は図１（ｂ）のように表示される。運転者２４にとって適した虚像５２の表示位置、つまり運転者２４が視点を合わせやすい虚像５２の表示位置は、運転者の身長、運転姿勢等により異なるので、虚像５２の表示位置は上下方向に調節されるべきである。これを実現するために、第２反射鏡１１６は、図３における矢印の方向に回転可能である。第２反射鏡１１６を回転させるために、筐体１１０内に配置される回転装置（図示せず）が第２反射鏡１１６を保持するが、以下では、回転装置の構造を説明する。
【００２３】
図４は、第２反射鏡１１６と、これを保持する回転装置２００の構造を示す斜視図である。図５は、第２反射鏡１１６と回転装置２００の構造を示す分解斜視図である。図６（ａ）−（ｃ）は、回転装置２００の構造を示す。回転装置２００は、ステッピングモータ２１０、モータカラー２２０、第１ギア２３０、第２ギア２４０、支持部２６０、シャフトカラー２７０、基板２７２、バネ２８０、バネ止め部２９０を含む。また、ステッピングモータ２１０はシャフト２１２を含み、第１ギア２３０は第１ギア歯２３２を含む。第２ギア２４０は、ギア部２４２、第２ギア歯２４４、突起部２４６、保持部２４８、第１引っかけ部３００を含む。支持部２６０は、第１面２６２、第２面２６４、貫通孔２６６、第２引っかけ部３０２を含む。バネ２８０は、巻線部２８２、第１アーム２８４、第２アーム２８６を含む。また、第２反射鏡１１６は軸部２５０を含む。
【００２４】
ステッピングモータ２１０は、上方に向かって突出する棒状のシャフト２１２を上方部分に備える。このシャフト２１２は、上下方向に延びる第１回転軸Ｃ１を中心に回転可能である。ステッピングモータ２１０は、駆動信号を入力すると、駆動信号の電気角に応じた位置になるようにシャフト２１２を回転させる。シャフト２１２には、上下方向に延びる第１ギア２３０が取り付けられる。第１ギア２３０は、ネジ状の第１ギア歯２３２を有する。第１ギア２３０は、シャフト２１２の回転に伴って第１回転軸Ｃ１を中心に回転するので、第１ギア歯２３２も第１回転軸Ｃ１を中心に回転する。第１ギア２３０とシャフト２１２との間には、環形状のモータカラー２２０が配置される。
【００２５】
第１ギア２３０には、第２ギア２４０のギア部２４２が噛み合わされる。より詳細には、ギア部２４２には第２ギア歯２４４が形成されており、第２ギア歯２４４が、第１ギア２３０の第１ギア歯２３２に噛み合わされる。ギア部２４２は、第１回転軸Ｃ１が延びる上下方向とは異なった左右方向に延びる第２回転軸Ｃ２を中心に回転可能である。このような構造によって、第１ギア２３０とギア部２４２はウォームギアを形成するので、第１ギア２３０が第１回転軸Ｃ１を中心に回転すると、ギア部２４２は第２回転軸Ｃ２を中心に回転する。
【００２６】
ギア部２４２の右側には保持部２４８が配置され、保持部２４８は、回転対象物である第２反射鏡１１６を保持する。第２反射鏡１１６は、例えば合成樹脂材料からなる基材の表面に、蒸着等の手段により反射膜を形成した凹面鏡である。一方、ギア部２４２に対して保持部２４８の反対側には、第２回転軸Ｃ２に沿って左方に延びる円柱形状の突起部２４６が配置される。そのため、突起部２４６は第２回転軸Ｃ２の方向に突起するといえる。ここで、ギア部２４２、突起部２４６、保持部２４８は一体的に形成されるので、ギア部２４２が回転すると、これらも同一方向に回転する。
【００２７】
第２反射鏡１１６の右側には円柱形状の軸部２５０が配置される。軸部２５０は、筐体１１０の軸受け部（図示せず）に回転可能に支持される。軸部２５０も第２回転軸Ｃ２を中心に回転する。そのため、第２ギア２４０が回転すると、軸部２５０も同様に回転することによって、第２反射鏡１１６も回転する。
【００２８】
支持部２６０は、ｚ−ｘ平面に沿った壁形状を有する。支持部２６０における第１面２６２が左方を向き、支持部２６０における第２面２６４が右方を向く。つまり、第１面２６２と第２面２６４は反対方向を向く。第１面２６２と第２面２６４とを貫通するように円形状の貫通孔２６６が配置される。貫通孔２６６の右方から左方に向かって、第２ギア２４０の突起部２４６が通される。そのため、突起部２４６は、貫通孔２６６から第１面２６２側に突出する。一方、第２面２６４側には、第１ギア２３０と、第２ギア２４０のギア部２４２とが配置される。このような構造により、支持部２６０は、第２ギア２４０と第２反射鏡１１６とを支持する。
【００２９】
突起部２４６が第１面２６２から突出した状態において、第１面２６２にはシャフトカラー２７０が取り付けられる。シャフトカラー２７０は環形状を有しており、その中央の開口に突起部２４６が通される。また、第１面２６２には基板２７２も取り付けられる。基板２７２は、ステッピングモータ２１０の位置を制御するための回路が搭載されるが、これには公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。
【００３０】
バネ２８０は、例えば１本の金属線を加工することにより形成され、圧縮バネとねじりコイルバネの機能を複合的に持ちあわせる。このようなバネ２８０は、巻線部２８２、第１アーム２８４、第２アーム２８６によって一体的に形成される。巻線部２８２は、螺旋状に巻回された形状を有する。巻線部２８２は、支持部２６０の第１面２６２側から突出した突起部２４６に挿通される。また、突起部２４６の先端には、バネ止め部２９０が取り付けられる。そのため、第１面２６２とバネ止め部２９０との間に巻線部２８２が挟まれる。巻線部２８２は、第１面２６２とバネ止め部２９０との間に挟まれることによって、左右方向に弾性変形した状態で配置される。このような巻線部２８２の両端から第１アーム２８４および第２アーム２８６が直線的に延伸される。
【００３１】
第２ギア２４０のギア部２４２における左方側の面には、左方に突出する第１引っかけ部３００が配置される。第１引っかけ部３００は、先端に第１爪部３１０を有しており、第１爪部３１０にバネ２８０の第１アーム２８４を引っかけて保持する。支持部２６０の第１面２６２には、左方に突出する第２引っかけ部３０２が配置される。第２引っかけ部３０２は、先端に第２爪部３１２を有しており、第２爪部３１２にバネ２８０の第２アーム２８６を引っかけて保持する。
【００３２】
図７（ａ）−（ｂ）は、第２反射鏡１１６と回転装置２００による作用を示す。図７（ａ）は、第２反射鏡１１６と回転装置２００を左方から見た図である。第２ギア２４０を含めた第２反射鏡１１６の反射鏡の重心Ｆは、第２ギア２４０のギア部２４２の第２回転軸Ｃ２に近接して配置される。このような重心位置調整により、第２ギア２４０による第２反射鏡１１６の回転がスムーズになる。前述のごとく、この回転は、第１ギア２３０とギア部２４２とが互いにはまりあって運動することによって実現される。このような機械要素において、第１ギア２３０の第１ギア歯２３２と、ギア部２４２の第２ギア歯２４４との運動方向に、バックラッシュと呼ばれる隙間が設けられる。バックラッシュにより第２ギア２４０には、隣接した第２ギア歯２４４間を自由に往復できる遊びが生じる。この遊びが第２反射鏡１１６の回転方向におけるがたつきの原因になる。
【００３３】
この回転方向のがたつきを防止するために、巻線部２８２の両端に配置される第１アーム２８４と第２アーム２８６により構成されるトーションバネが使用される。つまり、第１アーム２８４と第２アーム２８６の間隔が縮小される方向の加重がギア部２４２に加わると、トーションバネには、これらの間隔を拡大させる方向に弾性変形する。弾性変形の方向は、図７（ａ）において矢印で示される。弾性変形によって、第１アーム２８４と第２アーム２８６の間隔の縮小が抑制され、ギア部２４２の位置の移動が抑制される。その結果、第２反射鏡１１６の移動も抑制され、第２反射鏡１１６における回転方向のがたつきが防止される。このようなバックラッシュを押さえるためのトーションバネには３Ｇ以上の力が必要になる。
【００３４】
図７（ｂ）は、第２反射鏡１１６と回転装置２００の上面図である。軸部２５０が軸受け部（図示せず）に支持されるとともに、第２ギア２４０が支持部２６０に支持される。これらの支持は固定によってなされていないので、第２反射鏡１１６は左右方向に自由に往復できる。これにより、第２反射鏡１１６の軸方向におけるがたつきの原因になる。この軸方向のがたつきを防止するために、巻線部２８２によるコイルバネが使用される。つまり、巻線部２８２では、巻回された巻線と巻線との間に隙間が設けられるので、コイルバネは、その隙間を減少させる方向に弾性変形する。弾性変形の方向は、図７（ｂ）において矢印で示される。弾性変形によって、第２ギア２４０の左方向への移動が抑制され、第２反射鏡１１６における軸方向のがたつきが防止される。
【００３５】
図７（ａ）−（ｂ）のように、バネ２８０は、トーションバネの機能を有するとともに、コイルバネの機能も有する。これらの機能を有するバネ２８０の荷重は、第１引っかけ部３００と第２引っかけ部３０２で受けられる。
【００３６】
本発明の実施例によれば、巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネを第１引っかけ部と第２引っかけ部に引っかけるので、バネをトーションバネとして使用できる。また、バネがトーションバネとして使用されるので、第１ギアと第２ギアとのバックラッシュによる回転方向の自由度を抑制できる。また、バックラッシュによる回転方向の自由度が抑制されるので、第２ギアの回転方向の移動を制限できる。また、第２ギアの回転方向の移動が制限されるので、反射鏡の振動を抑制できる。また、反射鏡の振動がトーションバネによって抑制されるだけなので、反射鏡の回転を容易にできる。
【００３７】
巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネを第１引っかけ部と第２引っかけ部に引っかけるので、バネをコイルバネとして使用できる。また、バネがコイルバネとして使用されるので、第２ギアにおける軸方向の自由度を抑制できる。また、第２ギアにおける軸方向の自由度が抑制されるので、第２ギアの軸方向の移動を制限できる。また、第２ギアの軸方向の移動が制限されるので、反射鏡の振動を抑制できる。また、反射鏡の振動がコイルバネによって抑制されるだけなので、反射鏡の回転を容易にできる。また、第２ギアの回転軸と反射鏡の重心とを近接させるので、反射鏡の回転をスムーズにできる。
【００３８】
本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の回転装置は、モータの回転軸を中心に回転するネジ状の第１ギアと、第１ギアに噛み合わされ、モータの回転軸の方向とは異なった方向の回転軸を中心に回転するギア部と、ギア部の回転軸の方向に突起する突起部と、ギア部に対して突起部の反対側において回転対象物を保持する保持部とを有する第２ギアと、第２ギアの突起部を貫通孔から第１面側に突出させるとともに、第１面とは反対の第２面側に、第１ギアと、第２ギアのギア部とを配置させることによって、第２ギアを支持する支持部と、支持部の第１面側から突出した突起部に挿通される巻線部と、巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネと、支持部の第１面との間でバネの巻線部を挟むように、突起部に取り付けられるバネ止め部とを備える。第２ギアのギア部は、バネの第１アームを引っかける第１引っかけ部を有する。支持部の第１面は、バネの第２アームを引っかける第２引っかけ部を有する。
【００３９】
この態様によると、巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネを第２ギアと支持部に引っかけることによって、第２ギアの回転方向と軸方向の移動を制限するので、回転対象物の回転を容易にしながら振動を抑制できる。
【００４０】
本発明の別の態様は、ヘッドアップディスプレイ装置である。この装置は、筐体と、筐体内に配置される回転装置と、回転装置によって回転される反射鏡とを備える。回転装置は、モータの回転軸を中心に回転するネジ状の第１ギアと、第１ギアに噛み合わされ、モータの回転軸の方向とは異なった方向の回転軸を中心に回転するギア部と、ギア部の回転軸の方向に突起する突起部と、ギア部に対して突起部の反対側において反射鏡を保持する保持部とを有する第２ギアと、第２ギアの突起部を貫通孔から第１面側に突出させるとともに、第１面とは反対の第２面側に、第１ギアと、第２ギアのギア部とを配置させることによって、第２ギアを支持する支持部と、支持部の第１面側から突出した突起部に挿通される巻線部と、巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネと、支持部の第１面との間でバネの巻線部を挟むように、突起部に取り付けられるバネ止め部とを備える。第２ギアのギア部は、バネの第１アームを引っかける第１引っかけ部を有する。支持部の第１面は、バネの第２アームを引っかける第２引っかけ部を有する。
【００４１】
この態様によると、巻線部の両端から延伸される第１アームおよび第２アームとを有するバネを第２ギアと支持部に引っかけることによって、第２ギアの回転方向と軸方向の移動を制限するので、反射鏡の回転を容易にしながら振動を抑制できる。
【００４２】
第２ギアのギア部の回転軸と、第２ギアを含めた反射鏡の重心とは、近接してもよい。この場合、第２ギアの回転軸と反射鏡の重心とを近接させるので、反射鏡の回転をスムーズにできる。
【００４３】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４４】
本実施例において、回転装置２００は、回転対象物として第２反射鏡１１６を保持する。しかしながらこれに限らず例えば、回転装置２００は、第２反射鏡１１６以外の回転対象物を保持してもよい。本変形例によれば、適用範囲を拡大できる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  ヘッドアップディスプレイ装置、  １１０  筐体、  １１２  表示装置、  １１４  第１反射鏡、  １１６  第２反射鏡、  １１８  開口カバー、  ２００  回転装置、  ２１０  ステッピングモータ、  ２１２  シャフト、  ２２０  モータカラー、  ２３０  第１ギア、  ２３２  第１ギア歯、  ２４０  第２ギア、  ２４２  ギア部、  ２４４  第２ギア歯、  ２４６  突起部、  ２４８  保持部、  ２５０  軸部、  ２６０  支持部、  ２６２  第１面、  ２６４  第２面、  ２６６  貫通孔、  ２７０  シャフトカラー、  ２７２  基板、  ２８０  バネ、  ２８２  巻線部、  ２８４  第１アーム、  ２８６  第２アーム、  ２９０  バネ止め部、  ３００  第１引っかけ部、  ３０２  第２引っかけ部、  ３１０  第１爪部、  ３１２  第２爪部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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