(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転することにより可撓部材を巻取可能な巻取部材と、
回転可能な第一の回転部材と、
前記巻取部材と同軸上で回転可能であり、所定方向への回転の抵抗が当該所定方向の反対方向への回転の抵抗よりも小さい第二の回転部材と、
前記巻取部材と前記第二の回転部材とを係合させる係合部材とを備え、
前記係合部材は、
前記第一の回転部材が前記所定の回転方向に回転力を受けた場合、前記巻取部材と前記第二の回転部材とを係合させ、前記第一の回転部材の回転とともに前記巻取部材を前記所定方向へ回転可能にし、前記第一の回転部材が前記所定の回転方向と反対の回転方向に回転力を受けた場合、前記係合を解除し、前記巻取部材を前記所定方向と反対方向へ回転可能にすることを特徴とする巻取装置。
【請求項２】
前記係合部材は、前記巻取部材と前記第二の回転部材との間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の巻取装置。
【請求項３】
前記反対方向の回転力による回転が所定量よりも大きい場合、前記係合部材は、前記巻取部材と前記第一の回転部材と前記第二の回転部材とを係合させることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項４】
前記係合部材は、楔型の形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項５】
前記第一の回転部材は、円筒形状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項６】
前記係合部材は前記第一の回転部材と結合されており、
前記第二の回転部材の外周の形状は多角形であり、前記前記係合部材は、前記第一の回転部材の回転に伴い、当該多角形の頂点近傍における当該第二の回転部材と前記巻取部材との隙間に入り込むことにより、前記巻取部材と前記第一の回転部材と前記第二の回転部材とを係合させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項７】
前記巻取部材は、前記可撓部材の巻取りを緩める方向に付勢されており、
前記係合部材による係合が解除された場合、前記可撓部材の巻取りは緩められることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項８】
前記第二の回転部材は、前記所定方向と反対方向への回転の抵抗を大きくすることにより、前記第二の回転部材に係合された前記巻取部材が前記所定方向の反対方向に回転することを防止することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項９】
前記可撓部材は、頭部装着型の装着部材を締め付けるためのワイヤ部材であり、
第一の回転部材が回転することにより、前記装着部材の締め付けもしくは締め付けの解除がなされることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の巻取装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の巻取装置を備えることを特徴とする頭部装着型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓部材の巻取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
頭部装着型の表示装置としてヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）がよく知られている。ＨＭＤは手軽に映像を大画面で見ることが可能であること、立体視が容易であること、ユーザと共に移動が可能であることなどから広く用いられている。ＨＭＤの装着機構は、ベルト状の可撓部材で頭部周囲を締め付けるものや、前頭部押圧部と後頭部押圧部を設け、後頭部押圧部を前後に移動させて頭部を押圧したり緩めたりすることにより着脱するものがよく知られている。特許文献１には、片手でＨＭＤを把持しながら簡易に装着できる装着機構として、ワイヤを用いたタイプのものが開示されている。
【特許文献１】特開平７−３３３５４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示されている巻取り機構はラチェット爪をバネの牽引力により、ラチェットホイールのラチェット歯に戻り止め係止させ、巻き取った線状部材が戻らないような構成をしている。そのため、ラチェット歯とラチェット爪との係止位置以外で線状部材の戻りを制御することは出来ず、操作者が所望する位置で巻取りを停止させることが出来ない場合があり、快適な装着感が得られない。上記課題を解決する手段として、ラチェット歯数を増やすことで細かい位置にて係止する手段がある。しかし、ラチェット歯数を増やすためには、径の大きなラチェットホイールを構成する必要があり、より小型、軽量が求められるＨＭＤにおいて不利なものになってしまう。また、巻取り機構として、複数のローラーを内蔵し、一方向のみの回転が可能なワンウェイクラッチなどのワンウェイ機構を用いるものもある。しかし、ワンウェイ機構を用いた場合、操作者が所望する位置で回転操作を止めれば、巻取りを停止させることが出来るが、逆回転の係止を解除する操作が複雑になるという課題がある。
【０００４】
本発明は、上記課題を鑑み、簡単な構成で巻取装置の操作感を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の巻取装置は、例えば、回転することにより可撓部材を巻取可能な巻取部材と、回転可能な第一の回転部材と、前記巻取部材と同軸上で回転可能であり、所定方向への回転の抵抗が当該所定方向の反対方向への回転の抵抗よりも小さい第二の回転部材と、前記巻取部材と前記第二の回転部材とを係合させる係合部材とを備え、前記係合部材は、前記第一の回転部材が前記所定の回転方向に回転力を受けた場合、前記巻取部材と前記第二の回転部材とを係合させ、前記第一の回転部材の回転とともに前記巻取部材を前記所定方向へ回転可能にし、前記第一の回転部材が前記所定の回転方向と反対の回転方向に回転力を受けた場合、前記係合を解除し、前記巻取部材を前記所定方向と反対方向へ回転可能にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、簡単な構成で巻取装置の操作性を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態における頭部装着型のヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）の外観を示す図である。装着者は、頭部にＨＭＤを装着することにより、表示される映像を観察することが出来る。
【０００８】
１０１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などからの映像信号を受信し、ＨＭＤを装着している装着者に映像を表示する表示部１０１である。表示部１０１には、電荷結合素子（ＣＣＤ）などの映像を表示するための表示素子と、表示素子の映像を拡大してＨＭＤを装着している装着者の目に導く光学系が配置されている。
【０００９】
１０２は、装着者の側頭部および頭頂部を覆うフレーム１０２である。フレーム１０２は、装着者の側頭部の左右を覆い、頭頂部を跨ぐような形状であり、表示部１０１と結合されている。
【００１０】
１０３は、装着者の後頭部を囲うチューブ１０３である。チューブ１０３は、伸縮可能な蛇腹形状になっており、フレーム１０２と結合され、固定されている。
【００１１】
１０４は、装着者の後頭部に当接する後頭部パッド１０４であり、チューブ１０３に結合され、固定されている。
【００１２】
１０５は、装着者の前頭部に当接する前頭部パッド１０５であり、表示部１０１に結合され、固定されている。
【００１３】
１０６は、装着者の頭頂部に当接する頭頂部パッド１０６である。上述のように、後頭部パッド１０４、前頭部パッド１０５、頭頂部パッド１０６は、ＨＭＤを装着者に装着させるための装着部材として機能する。
【００１４】
１０７は、チューブ１０３の内部と、フレーム１０２の内部と、頭頂部パッド１０６の内部とを通るように配置されたワイヤ１０７である。ワイヤ１０７は、フレーム１０２に形成された穴１０８からフレーム１０２の外部に出て、頭頂部パッド１０６の内部を通るように配置されている。上述のように、ワイヤ１０７はワイヤ部材として機能する。
【００１５】
１０９は、ワイヤ１０７の張力を調節する調節部１０９である。調節部１０９を回転させることにより、ワイヤ１０７の張力を調節することが可能である。調節部１０９の具体的な構成については、後述する。ワイヤ１０７の一端は、調節部１０９の位置Ａに回動可能に結合され、他端は、フレーム１０２内の位置Ｂに結合されている。
【００１６】
１１０は、フレーム１０２に結合され、頭頂部パッド１０６の移動をガイドするガイド部１１０である。ワイヤ１０７の張力により頭頂部パッド１０６は移動するが、ガイド部１１０のガイドにより、頭頂部パッド１０６の移動は、装着者の頭頂部に対して垂直方向への移動になる。
【００１７】
１１１は、板バネ１１１であり、一端はフレーム１０２の頭頂部にネジ等で締結され、他端は後頭部パッド１０４にネジ等で締結されており、後頭部パッド１０４を矢印Ｐ方向に付勢している。
【００１８】
図２は、図１のＨＭＤを装着者の頭頂部方向から示した図である。各構成は、図１と同様である。調節部１０９にＦ−Ｆ断面があるが、これは後述する説明で調節部１０９の内部構造を説明するためのものである。
【００１９】
図３は、図１のＨＭＤを装着者の側頭部方向から示した図である。各構成は、図１と同様である。調節部１０９にＣ−Ｃ断面があるが、これは後述する説明で調節部１０９の内部構造を説明するためのものである。
【００２０】
以上が本実施形態におけるＨＭＤの構成である。装着者が調整部１０９を回転させることにより、ワイヤ１０７は巻き取られる。ワイヤ１０７が巻き取られることにより、ワイヤ１０７と結合されている後頭部パッド１０４および頭頂部パッド１０６は、装着者の頭部を締め付ける方向に移動する。つまり、調整部１０９を回転させることにより、ＨＭＤは装着者の頭部に固定される。後頭部パッド１０４および頭頂部パッド１０６の締め付けを緩めるためには、調整部１０９を逆回転させれば良い。次に、本実施形態における調整部１０９の構造について説明する。
【００２１】
図４は、図３のＣ−Ｃ断面上における調節部１０９の構造を示した図である。
【００２２】
図５は、図３のＦ−Ｆ断面上における調節部１０９の構造を示した図である。以下、図４および図５を用いて、調節部１０９の構造を説明する。
【００２３】
４０１は、装着者の手動操作により回転する調整ダイヤル４０１である。調整ダイヤル４０１は、回転可能な第一の回転部材として機能する。調整ダイヤル４０１は円筒形状であることが望ましい。
【００２４】
４０２は、調整ダイヤル４０１の回転軸上に配設された支軸４０２である。支軸４０２は、一端にネジ部４０３を有しており、ナット４０４によりフレーム２０１に締結されている。
【００２５】
４０５は、支軸４０２に配設されたワンウェイクラッチ４０５である。ワンウェイクラッチ４０２は、支軸４０２を回転軸として所定方向にのみ回転可能になっている。本実施形態では、図５上において、時計回りにのみ回転可能とする。ワンウェイクラッチの構造は、公知技術であるためここでは説明を省略する。
【００２６】
４０６は、ワンウェイクラッチ４０５に圧入嵌合された多角形駒４０６である。ワンウェイクラッチ４０２に圧入嵌合されているため、多角形駒４０６は、図５上において、時計回りにのみ回転可能であり、時計回りの反対方向である反時計回りへは回転しない。また、図５に示すように、多角形駒４０６は、外周が多角形形状になっている。多角形駒４０６の多角形それぞれの辺には、溝４０７が形成されている。ワンウェイクラッチ４０５に圧入嵌合された多角形駒４０６は、所定方向以外の回転への抵抗が大きい第二の回転部材として機能する。
【００２７】
４０８は、ワイヤ１０７を巻取り、ワイヤ１０７にかかる張力を調節するプーリ４０８である。プーリ４０８には、ワイヤ１０７の一端が結合されており、プーリ４０８が支軸４０２を回転軸として回転することにより、ワイヤ１０７を巻取ることが可能である。プーリ４０８と多角形駒４０６とは同軸上で回転することになる。本実施形態では、図５上において時計回りに回転可能した場合、ワイヤ１０７を巻取ることが出来る。また、反時計回りに回転した場合、ワイヤ１０７を緩めることが出来る。上述のように、プーリ４０８は、ワイヤ１０７を巻取可能な巻取部材として機能する。
【００２８】
４０９は、多角形駒４０６とプーリ４０８との間に配設された楔部材４０９である。楔部材４０９には突起部４１０が形成されており、突起部４１０は、溝４０７に嵌合している。上述のように、楔部材４０９は楔型の係合部材として機能する。
【００２９】
４１１は、ボス部材４１１であり、調整ダイヤル４０１に結合されている。図５に示すように、ボス部材４１１は、楔部材４０９に当接するように複数個配置されている。
【００３０】
ボス部材４１１は調整ダイヤル４０１に結合されているため、装着者が調整ダイヤル４０１を回転させると、ボス部材４１１を介して、回転力が楔部材４０９に伝達する。
【００３１】
４１２は、溝４０７それぞれに配置された付勢部材４１２である。付勢部材４１２は、バネなどにより形成され、突起部４１１に当接しており、楔部材４０９を時計回りの方向に付勢している。次に、調整部１０９を用いたＨＭＤの装着の詳細について説明する。
【００３２】
装着者がＨＭＤを装着する場合、まず、ＨＭＤを頭部に被り、左手でフレーム１０２を把持し、右手で調整ダイヤル１０９を把持する。そして、前頭部を前頭部パッド１０５に合わせる。前頭部を前頭部パッド１０５に合わせたら、調整部１０９を時計回りに回転させることにより、後頭部パッド１０４および頭頂部パッド１０６の締め付けを行う。
【００３３】
図６は、巻取動作を行う時の調整部１０９の動作を示した図である。まず、装着者が調整部１０９の調整ダイヤル４０１を時計回りに回転させることにより、調整ダイヤル４０１に結合されているボス部材４１１も時計回りに回転する。ボス部材４１１は楔部材４０９に当接することにより、楔部材４０９を支軸４０２の時計回りの方向に移動させる。多角形駒４０６は多角形形状をしているため、多角形の各頂点近傍において、多角形駒４０６とプーリ４０８との隙間は狭くなっている。よって、楔部材４０９が移動を続けると、楔部材４０９は多角形駒４０６とプーリ４０８との狭くなっている隙間に入り込むことになる。楔部材４０９が隙間に入り込むと、楔部材４０９を介して、調整ダイヤル４０１と多角形駒４０６とプーリ４０８とが係合される。係合されると、調整ダイヤル４０１の回転が多角形駒４０６とプーリ４０８とに伝達するため、調整ダイヤル４０１を時計回りの回転させると、多角形駒４０６とプーリ４０８とが時計回りに回転する。よって、係合後、装着者が調整ダイヤル４０１を時計回りに回転させると、プーリ４０８がワイヤ１０７を巻取り、後頭部パッド１０４および頭頂部パッド１０６の締め付けを行うことが出来る。
【００３４】
次に、締め付けを完了した後について説明する。締め付け完了後、巻き取られたワイヤ１０７には板バネ１１１から荷重を受けて張力が発生しており、プーリ１０７は反時計回りの方向に荷重を受ける。プーリ１０７は、調整ダイヤル４０１および多角形駒４０６と係合しているため、調整ダイヤル４０１および多角形駒４０６にも、反時計回りの方向に荷重がかかる。しかし、多角形駒４０６は、時計回りの方向のみに回転するワンウェイクラッチ４０５に圧入嵌合されているため、反時計回りには回転しない。よって、多角形駒４０６に係合している調整ダイヤル４０１およびプーリ１０７も反時計回りに回転しない。従って、締め付け完了後、装着者が調整ダイヤル４０１から手を離したとしても、後頭部パッド１０４および頭頂部パッド１０６の締め付けを維持することが出来る。以上説明したように、装着者はＨＭＤの所望の締め付けを行い、維持することが出来る。
【００３５】
次に、締め付けを解除する場合の動作について説明する。締め付けを解除する場合、装着者は、反時計回りの方向に調整ダイヤル４０１を回転させる。調整ダイヤル４０１が反時計回りに回転すると、調整ダイヤル４０１に結合されているボス部材４１１も反時計回りに回転する。ボス部材４１１が楔部材４０９に当接することにより、楔部材４０９に反時計回りの方向に荷重がかかる。ボス部材４１１からの荷重が、多角形駒４０６およびプーリ４０８と楔部材４０９との摩擦力を超えると、楔部材４０９は、多角形駒４０６とプーリ４０８との隙間から抜け出る。楔部材４０９が抜け出ると、調整ダイヤル４０１と多角形駒４０６とプーリ４０８との係合が解除される。係合が解除されると、プーリ４０８は反時計回りに回転可能になる。巻き取られたワイヤ１０７には板バネ１１１から荷重を受けて張力が発生しており、係合の解除後、プーリ４０８は反時計回りに回転し、ワイヤ１０７の巻取は緩む。また、装着者は、係合の解除後、更に調整ダイヤル４０１を反時計回りに所定量以上に回転させると、楔部材４０９は多角形駒４０６とプーリ４０８との狭くなっている隙間に入り込み、プーリ４０８と当接する。
【００３６】
図７は、楔部材４０９がプーリ４０８と当接している状態を示す図である。楔部材４０９とプーリ４０８とが当接することにより、摩擦力が働き、板バネ１１１からの荷重によるプーリ４０８の反時計回りの急激な回転を抑制し、安全にワイヤ１０７による締め付けを解除することが出来る。ただし、プーリ４０８が反時計回りに回転しているときに、楔部材４０９を当接させると、楔部材４０９がプーリ４０８と多角形駒４０６との隙間に深く入り込み、いわゆる喰い付きが起こることがある。喰い付きが起こると、楔部材４０９を、プーリ４０８と多角形駒４０６との隙間から抜け出させることが困難になる。このような喰い付きを防止するために、溝４０７にリブなどを配設することが望ましい。
【００３７】
以上、本実施形態の調整部１０９によれば、簡単な構成でワイヤ１０７の巻き取り、自由な位置での巻取りの維持、解除、解除時のプ−リ４０８の回転抑制を行うことが出来る。
【００３８】
また、装着者にとっては調整部１０９を時計回りに回転させれば、ワイヤ１０７の巻き取りを行うことが出来る。巻き取り後、所望の位置で調整部１０９から手を離せば、巻き取り状態を維持することが出来る。巻き取りを解除したい場合、調整部１０９を反時計回りに回転させれば、ワイヤ１０７の巻き取りを解除することが出来る。装着者は、以上のような直感的な操作で、ワイヤ１０７の巻き取りを制御することが出来る。
【００３９】
尚、本実施形態においては、ワイヤ１０７を用いて、後頭部パッド１０４および頭頂部パッド１０６の締め付けを行った。しかし、代替部材として、ゼンマイバネのような帯状部材を用いてもよく、可撓部材ならば代替可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、調整部１０９に、多角形形状の多角形駒４０６と楔部材４０９とを用いた。しかし、他の形状の部材を用いても本実施形態を構成することは可能である。
【００４１】
図８は、代替部材を用いた場合のＦ−Ｆ断面を示したものである。図８では、多角形駒４０６の代替部材として、星型部材８０１を用いている。また、楔部材４０９の代用として、ボール部材８０２を用いている。付勢部材４１２は、板バネなどで形成され、ボール部材８０２を時計方向に付勢している。図７の場合と同様に、ボール部材８０２が移動すると、星型部材８０１とプーリ４０８との隙間に入り込むため、図７の場合と同様の動作を行うことが出来る。
【００４２】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、ＨＭＤの後頭部パッド１０４および頭頂部パッド１０６の締め付けを行うために、調節部１０９を用いた。しかし、ＨＭＤ以外にも調節部１０９を用いることは可能である。
【００４３】
本実施形態では、スキーブーツの締め付け機構に調節部１０９を用いた場合について説明する。
【００４４】
図９は、調節部１０９を配設したスキーブーツの斜視図である。
【００４５】
また、図１０は、調節部１０９を配設したスキーブーツの側面図である。
【００４６】
以下、図９および図１０を用いて、スキーブーツに調節部１０９を配設した場合について説明する。
【００４７】
９０１は、スキーブーツ装着者の足を覆うシェル９０１である。シェル９０１は、爪先部９０２、踵部９０３、足首部９０４、上部９０５、足挿入口９０６から構成されている。シェル９０１は、堅牢でありかつ弾力性を持つ材料であることが望ましい。
【００４８】
９０７は、足首部９０４および上部９０５を覆うフラッパ９０７である。フラッパ９０７は装着者の足の前方に対して開きつつ、上部９０５を取り囲むような形状を成していると共に、アキレス腱部近傍でシェル９０１と接着や溶着等の手段によって締結されている。
【００４９】
フラッパ９０７には、装着者の足の前方に対して開いている部分に、フック９０８が複数配設されている。フック９０８は、開いている部分の左右それぞれに配設されている。
【００５０】
９０９は、フラッパ９０７を締め付けるためのワイヤ９０９である。ワイヤ９０９は、フック９０８を左右交互に折り返すように、編まれている。尚、フック９０８には、ワイヤ９０９貫通させる穴が開いており、フック９０８からワイヤ９０９が外れないようになっている。
【００５１】
舌状部９１０は、足挿入口９０６の幅を調節するための部材である。爪先部９０２からスキーブーツの足首部９０４へ後方に向かって延在しており、フラッパ９０７よりもブーツ内側に配置される。舌状部９１０の一端ははシェル９０１に対して爪先部９０２付近にて溶着や接着などの手段により締結しているが他端は自由になっている。そのため、足挿入口９０６での開口面積は装着者の足のサイズに適応可能になっている。また舌状部９１０の内面側は足に直接接触部分となるため、柔軟な材料で構成することが望ましい。
【００５２】
９１１は、ワイヤ９０９の巻き取りを制御するための調整部９１１であり、構造は、第一の実施形態における調整部１０９と同様である。回転させることにより、ワイヤ９０９の巻き取りを制御することが出来る。以下、調整部９１１の内部構造については、図４および図５の表と同様とする。
【００５３】
以上の構成でスキーブーツ装着時の操作と作用について説明する。まず、ワイヤ９０９が緩んでいる状態から舌状部９１０を広げることによりシェル９０１の足挿入口９０６の開口面積を押し広げ、装着者の足が挿入できるようにした後、装着者は足をシェル９０１内に挿入する。挿入した状態から舌状部９１０をフラッパ１０３の内側になるように格納する。この状態で調整部９０３の調整ダイヤル４０１を図９におけるＣＷ方向に回動し、ワイヤ９０９を巻き取る。ワイヤ９０９を巻き取ることにより、フラッパ９０７が締め付けられ、装着者の足形状に適合する形状まで変形し、装着者の足首を固定する。
【００５４】
次に装着者がスキーブーツを取り外す場合について説明する。装着者は調整部９１１の調整ダイヤル４０１をＣＣＷ方向に回動する。このとき、調整部９１１の内部にある楔部材４０９とプーリ４０８と多角形駒４０６との係合が解除され、ワイヤ９０９を巻き取っているプーリ４０８が回転自由になる。このときワイヤ９０９によって巻き付けられたフラッパ９０７、舌状部９１０は変形された状態から開放され、初期の形状に戻り、ワイヤ９０９の線張力がほぼ０になるまでプーリ４０８は回転することになる。その後、舌状部９１０をシェル９０１の外側に押し広げることでスキーブーツを取り外すことができる。
【００５５】
本実施例によれば、簡便な構成でワイヤの巻取りと自由な位置でロックがかかり、解除、解除時の回転抑制を実現することができ、軽量で確実な動作を実現することができる他、コストダウンに寄与するスキーブーツを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本実施形態におけるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）の外観を示す図である。
【図２】図１のＨＭＤを装着者の頭頂部方向から示した図である。
【図３】図１のＨＭＤを装着者の側頭部方向から示した図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ断面上における調節部１０９の構造を示した図である。
【図５】図３のＦ−Ｆ断面上における調節部１０９の構造を示した図である。
【図６】巻取動作を行う時の調整部１０９の動作を示した図である。
【図７】楔部材４０９がプーリ４０８と当接している状態を示す図である。
【図８】代替部材を用いた場合のＦ−Ｆ断面を示したものである。
【図９】調節部１０９を配設したスキーブーツの斜視図である。
【図１０】調節部１０９を配設したスキーブーツの側面図である。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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