JP2008292650A - 昇降機構および画像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定してエレベータ部材を固定でき、かつ安価な昇降機構を提供する。
【解決手段】昇降機構ＵＤでは、ボタン部材４０が押下されると、第２ラック４４が平歯車３０から乖離して、エレベータ部材２０が移動可能となる一方、ボタン部材４０がスプリング５０によって突き上げられると、第２ラック４４が平歯車３０に噛み合い、エレベータ部材２０の移動が停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ等の画像投影装置を昇降させる機構（昇降機構）等に関するものである。

プロジェクタは、画像光をスクリーンに投影する電子機器であり、スクリーン位置に適切に画像光を投影させなくてはならない。そのため、プロジェクタには、自身の位置を変化させる機構が搭載されている（特許文献１等参照）。

このような機構の一例としては、図７に示すような、プロジェクタ１８９の垂直方向位置を変化させる機構（昇降機構ｕｄ）が挙げられる。この昇降機構ｕｄを詳細に示す図が図８になる。なお、便宜上、部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

図７および図８に示される昇降機構ｕｄは、ハウジング１１０（図７参照）、エレベータ部材（昇降部材）１２０、レバー部材１７１、第１スプリング１７２、ボタン部材１４０、および第２スプリング１７３を含んでいる。

ハウジング１１０は、エレベータ部材１２０およびボタン部材１４０を同方向に移動可能に保持している。エレベータ部材１２０は柱状部材であり、レバー部材１７１に設けられた２つの開孔１７４・１７５のうちの一方（開孔１７４）に挿入される。

なお、エレベータ部材１２０には柱方向にラック１２３が設けられ、レバー部材１７１の開孔１７４にはラック１２３と噛み合うラック１７６が設けられている。また、レバー部材１７１は、第１スプリング１７２によって開孔１７４に嵌るエレベータ部材１２０に対して押しつけられるようになっている。

ボタン部材１４０は、一端にはユーザ等の手によって押下されるプッシュ片１４２を設ける一方、他端にはレバー部材１７１の開孔１７５に嵌るテーパ片１７７を設けている。また、ボタン部材１４０は、押下によって下降した場合、第２スプリング１７３の反発力によって突き上げられるようになっている。

そして、以上のような昇降機構ｕｄでは、図９Ａ〜図９Ｄに示すような動作が可能になる。なお、これらの図は、プロジェクタ１８９がユーザ等の手によって持ち上げられている状態での昇降機構ｕｄを示す。

図９Ａは、エレベータ部材１２０がハウジング１１０から突出していない状態を示している。この図９Ａに示すように、第１スプリング１７２の反発力によって、レバー部材１７１のラック１７６とエレベータ部材１２０のラック１２３とが噛み合う。その結果、ラック１２３を含むエレベータ部材１２０は不動になっている。

図９Ｂは、ボタン部材１４０がユーザ等によって押下された状態を示している。かかるように押下されると、ボタン部材１４０は、自身の柱方向に沿って下降し、テーパ片１７７も下降する。すると、テーパ片１７７の傾斜面が開孔１７５に側壁に接触し、レバー部材１７１がエレベータ部材１２０から移動する。すると、レバー部材１７１のラック１７６とエレベータ部材１２０のラック１２３との噛み合いが解消される。

このようにラック１７６とラック１２３との噛み合いが解消されると、エレベータ部材１２０は、開孔１７４内のなにものとも接触しなくなり、図９Ｃに示すように自重によって下降し、ハウジング１１０から突出する。

そこで、ユーザ等は、エレベータ部材１２０に触れることで、かかるエレベータ部材１２０のハウジング１１０からの突出量を自在に調整する。そして、図９Ｄに示すように、ユーザ等はボタン部材１４０を押下しないようにする。すると、ボタン部材１４０は第２スプリング１７３の反発力によって突き上げられ、テーパ片１７７は開孔１７５から乖離する。

このようにテーパ片１７７が開孔１７５から乖離すると、かかるテーパ片１７７によってエレベータ部材１２０から移動していたレバー部材１７１は、第１スプリング１７２によって、エレベータ部材１２０に近づくように（戻るように）移動する。すると、エレベータ部材１２０のラック１２３とレバー部材１７１のラック１７６とが噛み合うようになり、その結果、エレベータ部材１２０は所望の突出状態で固定される。

なお、以上の昇降機構ｕｄでは、エレベータ部材１２０のラック１２３とレバー部材１７１のラック１７６とが噛み合っていなければ、ユーザ等は、エレベータ部材１２０に触れることで、エレベータ部材１２０のハウジング１１０からの突出量を自在に調整できる。したがって、エレベータ部材１２０の昇降は自在である。（プロジェクタ１８９の位置が自在に昇降する）。

特開２００６−２７６１８９号公報

しかしながら、このような昇降機構ｕｄでは、第１スプリング１７２と第２スプリング１７３という、２つの反発部材が必須になる。そのため、かかる昇降機構ｕｄを搭載するプロジェクタ１８９のコストはアップせざるを得ない。

また、かかる昇降機構ｕｄでのエレベータ部材１２０の固定は、エレベータ部材１２０の移動方向に対して交差する方向に反発する第１スプリング１７２によって実現する。このような固定では、第１スプリング１７２の力がエレベータ部材１２０に効率よく伝わりにくい。そのため、例えば、必要に以上にエレベータ部材１２０が移動しようとする場合に、かかるエレベータ部材１２０が固定されない事態が生じ得る。

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、安定してエレベータ部材を固定でき、かつ安価な昇降機構を提供するとともに、この昇降機構を搭載することでコストダウンを図れる画像投影装置を提供することにある。

昇降機構は、ピンを有するハウジングと、同方向に移動可能に保持される柱型昇降部材および柱型ボタン部材と、ピンを中心に回動する平歯車と、柱型ボタン部材の押下に対して反発し、その柱型ボタン部材を突き上げる第１反発部材と、を含んでいる。

かかる昇降機構では、柱型昇降部材はその柱方向に第１ラックを備え、平歯車は第１ラックに噛み合い、柱型ボタン部材はその柱方向に延びる長穴を有するとともに柱状の端部に柱方向に対して交差する方向に延び、かつ、平歯車に噛み合う第２ラックを備えるラック片を有している。

そして、かかる昇降機構では、柱型ボタン部材が押下されると、第２ラックは平歯車から乖離して、柱型昇降部材が移動可能となり、柱型ボタン部材が第１反発部材によって突き上げられると、第２ラックが平歯車に噛み合い、柱型昇降部材の移動が停止する。

なお、柱型昇降部材をハウジングから乖離移動させる反発力を供給する第２反発材が含まれており、さらに、平歯車が平歯車型ダンパーである昇降機構であってもよい。このような昇降機構では、柱型ボタン部材が押下されると、第２ラックは平歯車型ダンパーから乖離し、第２反発部材の反発力によって、柱型昇降部材がハウジングから乖離する

なお、以上のような昇降機構を備える画像投影装置も本発明といえる。

本発明の昇降機構によれば、昇降部材の移動方向と同方向に反発力を発揮する反発部材によって、かかる昇降部材の移動は規制される。そのため、昇降部材は安定して固定される。また、単数の反発部材のみを搭載するゆえに、昇降機構は安価になる。

［実施の形態１］
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、部材符号、ハッチング等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。

図６は、昇降機構ＵＤを搭載したプロジェクタ（画像投影装置）８９を示す斜視図である。プロジェクタ８９は、画像光をスクリーンに投影する電子機器であり、スクリーン位置に適切に画像光を投影すべく、投影光学系８１の位置を変化させる。

ただし、プロジェクタ８９は投影光学系８１のみの位置を変化させるのではなく、本体自体の位置を変化させることで、投影光学系８１の位置を変化させている。そのため、このようなプロジェクタ８９の本体自体の位置変化のために、昇降機構ＵＤが搭載されている。

図１〜図３は、昇降機構ＵＤを示している。昇降機構ＵＤは、プロジェクタ８９の本体に含まれるハウジング１０、エレベータ部材２０、平歯車３０、ボタン部材４０、およびスプリング５０を含んでいる。なお、図１は昇降機構ＵＤの側面図であり、図２は昇降機構ＵＤの正面図である（ただし、図１のハウジング１０は断面表示）。また、図３はボタン部材４０を主体的に示す斜視図である。

ハウジング１０は、プロジェクタ８９の種々の部材、例えば、光を発するランプ、その光に着色するカラーホイール、光強度分布を均一にするライトトンネル、光路を折り曲げる平面ミラー、画像データに基づき光を画像光に変換する光変調素子、および、画像光を投影させる投影光学系８１（図６参照）を収容する。

また、このハウジング１０は、プロジェクタ８９の本体に含まれる部材（外装）でもある。そのため、ハウジング１０が変位することは、プロジェクタ８９の移動ともなる。そして、ハウジング１０は、昇降機構ＵＤの一部品として、ピン１１を含んでいる（ピンの位置等については後述）。

エレベータ部材２０は、柱状部材であり、ハウジング１０に対して移動可能に取り付けられている。例えば、ハウジング１０の底面に設けられた開孔（第１開孔）に挿入され、かつ、その第１開孔（不図示）の孔方向に沿って昇降移動可能に取り付けられている。

また、エレベータ部材（柱型昇降部材）２０における一端には、プロジェクタ８９を支える土台片２１が設けられる。一方で、エレベータ部材２０の他端には、第１開孔からエレベータ部材２０の抜け落ちを防ぐ係止片２２が設けられている。

さらに、エレベータ部材２０には、柱方向に、平歯車３０に噛み合うラック（第１ラック）２３が設けられている（なお、第１ラック２３では、各々の歯は柱方向に対して交差する方向に延びており、これらの歯が柱方向に沿って並列している）。

平歯車３０は、ハウジング１０のピン１１に回動可能に支えられており、さらに、上述のように、第１ラック２３に噛み合っている。したがって、ピン１１は、エレベータ部材２０の取り付け箇所（例えば、第１開孔）の近辺に設けられている。

ボタン部材４０は、エレベータ部材２０同様に、柱状部材であり、ハウジング１０に対して移動可能に取り付けられている。また、取り付け方は、特に限定されるものではなく、エレベータ部材２０同様な取り付け方であってもよい。

例えば、ハウジング１０の天面に設けられた開孔（第２開孔）に挿入され、かつ、その第２開孔（不図示）の孔方向に沿って昇降移動可能に取り付けられているとよい。ただし、ボタン部材（柱型ボタン部材）４０の移動方向は、エレベータ部材２０の移動方向と同方向に設定されている。

また、ボタン部材４０には、その柱方向に延びる長穴４１が設けられおり、この長穴４１にピン１１が嵌る。そのため、ボタン部材４０は、延びる長穴４１の一端から他端までの間で移動可能になる。

なお、ボタン部材４０における一端には、ユーザ等の手によって押下されるプッシュ片４２が設けられる一方、他端には、スプリング５０を取り付けるために取り付け片（不図示）が設けられている。ただし、プッシュ片４２は、エレベータ部材２０の土台片２１から最も乖離したボタン部材４０の一端に設けられている。

また、ボタン部材４０は、柱の端部、詳説すると、スプリング５０の取り付け片近傍に、柱方向に対して交差する方向に延び出る一片４３を含んでいる。その上、この一片４３には、長穴４１から突き出るピン１１に嵌る平歯車３０に噛み合うラック（第２ラック）４４が設けられている（そこで、この一片４３は、以降ではラック片４３と称す）。なお、詳説すると、第２ラック４４は、長穴４１に嵌るピン１１を中心に回動可能な平歯車３０を支えるように、ラック片４３上に形成されている。

スプリング５０は、取り付け片（不図示）を介してボタン部材４０の先端に設けられている。また、取り付け片に対向するスプリング５０の端部は、ハウジング１０の底面に接する。そのため、ボタン部材４０がユーザ等によって押下させると、この押下に対してスプリング５０は反発し、ボタン部材４０を突き上げる。

そして、以上のような昇降機構ＵＤでは、図４Ａ〜図４Ｄに示すような動作が可能になる。なお、これらの図は、プロジェクタ８９がユーザ等の手によって持ち上げられている状態での昇降機構ＵＤを示す（なお、これらの図のハウジング１０は、図１同様に断面表示になっている）。

図４Ａは、エレベータ部材２０がハウジング１０から突出していない状態を示している。この図４Ａに示すように、スプリング５０の反発力によって、ボタン部材４０は突き上げられる。すると、ボタン部材４０の上昇により、ラック片４３の第２ラック４４と平歯車３０とが噛み合う。そのため、平歯車３０の回動は止められ、かかる平歯車３０に噛み合う第１ラック２３を含むエレベータ部材２０は不動になる。

なお、ボタン部材４０は、長穴４１に嵌るピン１１によって過剰な移動を規制されている。すなわち、ボタン部材４０における長穴４１の底端（スプリング５０側に近い長穴４１の端部）がハウジング１０のピン１１に接触することで、ボタン部材４０の過剰な上昇は防がれている。

図４Ｂは、ボタン部材４０がユーザ等によって押下された状態を示している。かかるように押下されると、ボタン部材４０は、自身の柱方向に沿って下降する（なお、かかるボタン部材４０の下降によって、スプリング５０は縮む）。すると、ラック片４３も下降し、かかるラック片４３における第２ラック４４が平歯車３０から乖離する。

このように第２ラック４４と平歯車３０との噛み合いが解消されると、平歯車３０は回動可能となり、ひいては、この平歯車３０の不動によって移動を止められていたエレベータ部材２０は移動可能になる。そのため、図４Ｃに示すように、エレベータ部材２０は自重によって下降する。

なお、このようにエレベータ部材２０が下降（落下）すると、ユーザ等は、エレベータ部材２０に触れることで、かかるエレベータ部材２０のハウジング１０からの突出量を自在に調整できる。ただし、エレベータ部材２０の突出量の調整では、エレベータ部材２０の昇降に伴い、平歯車３０はピン１１を中心に回動する。

また、ボタン部材４０における長穴４１の天端（底端の反対側の端部）がハウジング１０のピン１１に接触することで、ボタン部材４０の過剰な下降は防がれている。

図４Ｄは、所望量で突出するエレベータ部材２０が固定されている状態を示す。かかるような固定のためには、ユーザ等は下降するエレベータ部材２０の所望の突出量を決め、その後、ボタン部材４０の押下しないようにする。

すると、ボタン部材４０は、スプリング５０の反発力によって突き上げられる。そして、この突き上がるボタン部材４０のラック片４３は平歯車３０に近づく。そのため、平歯車３０とラック片４３の第２ラック４４とが噛み合い、かかる平歯車３０は不動となる。その結果、この不動となって平歯車３０によって、エレベータ部材２０は所望の突出状態で固定される（エレベータ部材２０の移動は停止される）。

つまり、昇降機構ＵＤでは、ボタン部材４０が押下されると、第２ラック４４が平歯車３０から乖離して、エレベータ部材２０が移動可能となる。一方で、ボタン部材４０がスプリング５０によって突き上げられると、第２ラック４４が平歯車３０に噛み合い、エレベータ部材２０の移動が停止する。

このような昇降機構ＵＤであれば、エレベータ部材２０は、ピン１１にて保持されている平歯車３０を介して伝達されるスプリング５０の反発力で固定される。詳説すると、スプリング５０にて突き上げられるラック片４３の第２ラック４４と平歯車３０とが噛み合うことで、かかる平歯車３０が不動になり、ひいては、この平歯車３０に噛み合う第１ラック２３を含むエレベータ部材２０が固定される。

このような固定は、エレベータ部材２０の移動方向（エレベータ部材２０自身の柱方向）と同方向に反発するスプリング５０によって実現する。かかる固定は、例えば、エレベータ部材２０の移動方向に対して交差する方向に反発するスプリング５０による固定に比べて安定する。

また、かかる昇降機構ＵＤは、複数のスプリングを要することなく、単数のスプリング５０のみを用いるので、プロジェクタ８９のコストダウンが図れる。

なお、以上の昇降機構ＵＤでは、平歯車３０とボタン部材４０の第２ラック４４とが噛み合っていなければ、ユーザ等は、エレベータ部材２０に触れることで、エレベータ部材２０のハウジング１０からの突出量を自在に調整できる。

そのため、図４Ｄに示すように、エレベータ部材２０の下降や（プロジェクタ８９としての上昇や）、図４Ａに示すように、エレベータ部材２０の上昇も（プロジェクタ８９としての下降も）自在にできることはいうまでもない。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

例えば、実施の形態１では、平歯車３０を用いた昇降機構ＵＤについて説明してきた。しかし、平歯車３０に代えて、ダンパー機能を有する平歯車であってもよい（以降では、ギアダンパー３３と称する）

かかるようなギアダンパー（平歯車型ダンパー）３３を搭載する昇降機構ＵＤは、図５に示される。なお、この図は、図１と同様に、昇降機構ＵＤの側面を示している。

この図５に示される昇降機構ＵＤでは、ボタン部材４０の上昇により、ラック片４３の第２ラック４４とギアダンパー３３とが噛み合うことで、かかるギアダンパー３３の回動が止められている。そのため、かかるギアダンパー３３に噛み合う第１ラック２３を含むエレベータ部材２０は不動になっている。

また、ボタン部材４０がユーザ等によって押下されると、ボタン部材４０のラック片４３が下降し、かかるラック片４３における第２ラック４４がギアダンパー３３から乖離する。そして、このように第２ラック４４とギアダンパー３３との噛み合いが解消されると、このギアダンパー３３は回動可能となり、エレベータ部材２０は移動可能になる。

ただし、ギアダンパー３３ゆえに、エレベータ部材２０は自重によって勢いよく下降しない。つまり、ギアダンパー３３による抵抗によって、徐々にエレベータ部材２０は下降する。そのため、かかる昇降機構ＵＤは、実施の形態１とは異なり、ユーザ等は、エレベータ部材２０のハウジング１０からの突出量を簡単に調整できる。

なお、ギアダンパー３３の抵抗のため、自重のみでエレベータ部材２０が下降しにくい場合、ハウジング１０に固定され、エレベータ部材２０の突出方向に反発力を発揮するテンションバネ（第２反発部材）６０が設けられてもよい。

つまり、この実施の形態での昇降機構ＵＤでは、エレベータ部材２０をハウジング１０から乖離移動させる反発力を供給するテンションバネ６０とギアダンパー３３とが含まれており、ボタン部材４０が押下されると、第２ラック４４はギアダンパー３３から乖離し、テンションバネ６０の反発力によって、エレベータ部材２０がハウジング１０から乖離する。

は、昇降機構の側面図である。 は、昇降機構の正面図である。 は、昇降機構に含まれるボタン部材の斜視図である。 では、（Ａ）はエレベータ部材がハウジングから突出していない状態を示す側面図であり、（Ｂ）はボタン部材が押下された状態を示す側面図であり、（Ｃ）はエレベータ部材が下降している状態を示す側面図であり、（Ｄ）はハウジングから突出するエレベータ部材が固定されている状態を示す側面図である。 は、図１の他の一例を示す側面図である。 は、プロジェクタの斜視図である。 は、従来のプロジェクタの分解斜視図である。 は、従来の昇降機構の側面図である。 では、（Ａ）は従来の昇降機構におけるエレベータ部材がハウジングから突出していない状態を示す側面図であり、（Ｂ）は従来の昇降機構におけるボタン部材が押下された状態を示す側面図であり、（Ｃ）は従来の昇降機構におけるエレベータ部材が下降している状態を示す側面図であり、（Ｄ）は従来の昇降機構におけるハウジングから突出するエレベータ部材が固定されている状態を示す側面図である。

符号の説明

１０ ハウジング
１１ ピン
２０ エレベータ部材（柱型昇降部材）
２１ 土台片
２２ 係止片
２３ 第１ラック
３０ 平歯車
３３ ギアダンパー
４０ ボタン部材（柱型ボタン部材）
４１ 長穴
４２ プッシュ片
４３ ラック片
４４ 第２ラック
５０ スプリング（第１反発部材）
６０ テンションバネ（第２反発部材）
ＵＤ 昇降機構
８９ プロジェクタ（画像投影装置）

Claims (3)

1. ピンを有するハウジングと、
   同方向に移動可能に保持される柱型昇降部材および柱型ボタン部材と、
   上記ピンを中心に回動する平歯車と、
   上記柱型ボタン部材の押下に対して反発し、その柱型ボタン部材を突き上げる第１反発部材と、
   を含んでおり、
   上記柱型昇降部材は、その柱方向に第１ラックを備え、
   上記平歯車は、上記第１ラックに噛み合い、
   上記柱型ボタン部材は、その柱方向に延びる長穴を有するとともに、柱状の端部に柱方
   向に対して交差する方向に延び、かつ、上記平歯車に噛み合う第２ラックを備えるラック
   片を有しており、
   上記柱型ボタン部材が押下されると、上記第２ラックは上記平歯車から乖離して、上記柱型昇降部材が移動可能となり、
   上記柱型ボタン部材が上記第１反発部材によって突き上げられると、上記第２ラックが上記平歯車に噛み合い、上記柱型昇降部材の移動が停止する昇降機構。
2. 上記柱型昇降部材を上記ハウジングから乖離移動させる反発力を供給する第２反発材が含まれており、
   上記平歯車が平歯車型ダンパーであり、
   上記柱型ボタン部材が押下されると、上記第２ラックは上記平歯車型ダンパーから乖離し、上記第２反発部材の反発力によって、上記柱型昇降部材が上記ハウジングから乖離する請求項１に記載の昇降機構。
3. 請求項１または２に記載の昇降機構を備える画像投影装置。

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