JP2012163630A - ヘッドアップディスプレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹面鏡５を支持する保持プレート５０の傾斜角度θを正しく設定することができ、設定後に、バックラッシュで保持プレート５０が動いても、保持プレート５０や凹面鏡５が、筐体１の部分１ｃに衝突することのないヘッドアップディスプレイの製造方法を得る。
【解決手段】凹面鏡５を支持する保持プレート５０が、アクチュエータハウジング１６ｈ内の減速歯車機構により減速駆動され、保持プレート５０の筐体１に対する傾斜角度が制御される。減速歯車機構の減速出力軸を保持プレート５０に連結した後、アクチュエータハウジング１６ｈを減速出力軸に対して所定の方向（反Y４方向）に回転させて、アクチュエータハウジング１６ｈ内の減速歯車機構のバックラッシュが無い状態を維持しつつ、保持プレート５０の筐体１に対する組付け完了後の初期の傾斜角度θを確定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両のウインドシールドに表示画像を表示し、凹面鏡を支持する保持プレートが、減速歯車機構を内蔵したアクチュエータにより減速駆動され、保持プレートの筐体に対する傾斜角度がアクチュエータの回転によって制御されるヘッドアップディスプレイの製造方法に関する。

従来、特許文献１に記載のヘッドアップディスプレイの表示位置調整装置が知られている。この特許文献１は、凹面鏡を回転限界位置で停止させるためにリミットスイッチを使用しない構成を提案している。

そのため、特許文献１では、駆動歯車および従動歯車のうちの一方に、回転限界位置に達したときに、駆動歯車を空転またはロックする空転ロック部を形成している。この空転ロック部は、部分歯車のストッパ部として構成されている。

特開平７−９６７７１号公報

上記特許文献１の技術によると、ストッパ部への衝突による異音の発生が懸念された。そのため、本発明の開発過程において、アクチュエータハウジングの内部に減速歯車機構が組み込まれたアクチュエータを使用して、ダイレクトに凹面鏡を保持する保持プレートを回転させる構造を案出した。

この構造では、アクチュエータハウジングの内部の減速歯車機構内において、歯の一部にストッパ部を形成し、異音の発生を抑制した。この開発過程品では、アクチュエータハウジングの内部に組み込まれた減速歯車機構において、バックラッシュが発生する。

また、減速歯車機構の出力軸、つまり、凹面鏡を保持する保持プレートをダイレクトに駆動するアクチュエータの矩形の減速出力軸が、保持プレートの回転軸の四角形の軸穴内に嵌合されて、減速出力軸の回転により保持プレートの回転軸を回転させる構造である。

そして、減速出力軸の先端部と保持プレートの回転軸の軸穴との間にクリアランスを有し、いわゆる、ガタつきを持った遊嵌結合構造であるため、減速出力軸の回転に対して、保持プレートの回転軸の回転は完全に一致せず、保持プレートの回転軸の回転角度にバラツキを発生する。

これらの減速歯車機構のバックラッシュ、および、保持プレートの回転軸の遊嵌結合に伴う回転角度のバラツキによって、保持プレートがヘッドアップディスプレイのフレームを構成する筐体に衝突して、部品を破損することが懸念される。

これを防止するためには、減速歯車機構のバックラッシュ、および、保持プレートの回転軸の遊嵌結合に伴う回転角度のバラツキによっても、保持プレートが筐体に衝突することのないヘッドアップディスプレイの製造方法が要求される。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目して成されたものであり、その目的は、ヘッドアップディスプレイの凹面鏡、および、この凹面鏡を保持する保持プレートを、減速歯車機構付きのアクチュエータで駆動し、凹面鏡の傾斜角度が減速歯車機構のバックラッシュにより変動する構成においても、これ以上はバックラッシュで動き得ない状態において、凹面鏡を保持する保持プレートの傾斜角度を正しく設定することができ、保持プレートや凹面鏡が、少なくともバックラッシュによって、ヘッドアップディスプレイの筐体部分に衝突することがないヘッドアップディスプレイの製造方法を提供することにある。

従来技術として列挙された特許文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用することができる。

本発明は上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、筐体内において凹面鏡を保持する保持プレートを、筐体内においてアクチュエータハウジングに保持されるモータおよび減速歯車機構を用いて減速駆動することにより、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を調整するヘッドアップディスプレイの製造方法であって、減速歯車機構の減速出力軸を保持プレートに連結して、減速出力軸の回転につれて保持プレートが回転するようにし、アクチュエータハウジングを回転させる回転力を印加して、減速歯車機構内の初段の歯車からなる駆動歯車に従動歯車のストッパ部が当接した状態を維持しつつ、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定することを特徴としている。

この発明によれば、アクチュエータハウジングを回転させる回転力を印加して、ストッパ部に駆動歯車が当接した状態を維持しつつ、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定するから、ストッパ部と駆動歯車が当接せずに傾斜角度が設定されて、保持プレートの傾斜角度設定後にバックラッシュにより保持プレートが動き、保持プレートが更に傾斜して、保持プレートや凹面鏡が筐体と衝突するのを防止することができる。

請求項２に記載の発明では、ストッパ部に駆動歯車が当接した状態を維持しつつ、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定するために、アクチュエータハウジングを回転させる回転力を印加しつつ、保持プレートの傾斜角度を調整してから、アクチュエータハウジングが、筺体に対して回転しないように、ねじで固定することを特徴としている。

この発明によれば、アクチュエータハウジングに回転力を印加しつつ、保持プレートの傾斜角度を調整してから、アクチュエータハウジングが、筺体に対して回転しないように、ねじで締め付け固定するから、ねじで締め付け固定された後に、保持プレートが筺体と衝突することが無い。

請求項３に記載の発明では、ねじの固定は、筐体に対して仮締めしているアクチュエータハウジングを、筐体に治具で減速出力軸の軸方向に押し付けて、アクチュエータハウジングと筺体間の摩擦力によりアクチュエータハウジングを筐体に対して保持した後、ねじを本締めすることを特徴としている。

この発明によれば、アクチュエータハウジングを筐体に治具で押し付けて、アクチュエータハウジングと筺体間の摩擦力によりアクチュエータハウジングを筐体に対して保持した後、ねじを本締めするから、ねじの本締め時におけるアクチュエータハウジングの動きを規制できるので、保持プレートと筺体との衝突を確実に阻止することができる。

請求項４に記載の発明では、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定しつつ、アクチュエータハウジングに回転力を印加しているときに、減速出力軸を筐体に対して固定してアクチュエータハウジングを回転することにより、駆動歯車をストッパ部に対して回転させ、駆動歯車をストッパ部に当接させることを特徴としている。

この発明によれば、アクチュエータハウジングを固定して駆動歯車を回転させると、保持部プレートの筐体に対する傾斜角度が変わる。逆に、保持プレートを筐体に対して固定して、アクチュエータハウジングを回転させたときは、減速出力軸が筐体に対して停止しており、ストッパ部も筐体に対して停止している。このため、アクチュエータハウジングが筐体に対して回転すると、アクチュエータハウジング内のモータも回転し、駆動歯車をストッパ部に当接させることができ、この当接した状態で保持プレートの傾斜角度を調整するから、傾斜角度設定後に駆動歯車とストッパ部との間のバックラッシュで、ストッパ部、ひいては、保持プレートが動くことがないから、保持プレートまたは凹面鏡が筐体に当接して破損するのを防止することができる。

請求項５に記載の発明では、減速歯車機構の減速出力軸を、保持プレートに連結して、減速出力軸の回転につれて保持プレートが回転するようにするときに、減速出力軸を保持プレートの穴内に遊嵌し、減速出力軸の平面部を保持プレートの穴の平面部にクリアランスを介して減速出力軸の回転方向に相対向させることを特徴としている。

この発明によれば、減速出力軸の平面部を、保持プレートの穴の平面部にクリアランスを介して相対向させるから、減速出力軸の回転位置に対する保持プレートの回転位置に、クリアランスに基づくバラツキが発生し、このバラツキが、減速歯車機構のバックラッシュによるバラツキと重なって、全体として大きな保持プレートの傾斜位置のバラツキが生じるが、アクチュエータハウジングを回転させて、ストッパ部に駆動歯車が当接した状態を維持しつつ、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定することにより、これらのバラツキを無くした状態で、保持プレートを正しい傾斜角度に設定することができる。そのため、製造後に、これらのバラツキで、更に保持プレートと筐体とが衝突する方向に動くことを阻止することができる。

請求項６に記載の発明では、アクチュエータハウジングを回転させて、ストッパ部に駆動歯車が当接した状態を維持しつつ、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定するときに、治具の傾斜面に保持プレートを当接させることによって、保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定することを特徴としている。

この発明によれば、治具の傾斜面に保持プレートを当接することによって、正確に保持プレートの筐体に対する傾斜角度を設定することができる。

本発明の第１実施形態におけるヘッドアップディスプレイの模式構成図である。 上記実施形態における各パーツを分解して表示したヘッドアップディスプレイの凹面鏡部分の斜視図である。 上記実施形態における各パーツを組み付けたヘッドアップディスプレイの凹面鏡部分の斜視図である。 上記実施形態における、図２および図３で示した凹面鏡部分を実際のヘッドアップディスプレイの筐体内に組み込んだ状態を示しおり、図３の矢印Ｚ４方向から見た状態を示すヘッドアップディスプレイの筐体内部構成図である。 上記実施形態に使用したアクチュエータ内の減速歯車機構の状態を示すアクチュエータ内部構成図である。 図５の減速歯車機構のうちモータの出力軸に直結された駆動歯車と噛み合う部分歯車からなるストッパ歯車の歯の状態を示す平面図である。 図５の減速歯車機構の歯車列の構成を示す模式図である。 上記実施形態における凹面鏡を保持した保持プレートとアクチュエータとの取り付け状態を示す模式図である。 図８に示した状態からアクチュエータハウジングに回転力を印加して、バックラッシュを無くした状態を示す模式図である。 図９に示した状態から、保持プレートの傾斜角度を設定し、アクチュエータハウジングに治具でスラスト方向の押し付け力を加えてアクチュエータハウジングを摩擦力で固定した後に、ねじを本締めする状態を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に使用するアクチュエータの外形図であり、図１１の（ａ）部分は、アクチュエータの正面図、図１１の（ｂ）部分は、アクチュエータの右側面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明の一実施形態について図１ないし図１０を用いて詳細に説明する。先ず、本発明の一実施形態におけるヘッドアップディスプレイの概要構成図を示す図１を用いて説明する。

図１において、本実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置は、例えば自動車等の車両に搭載されるもので、筐体１と、表示ユニット２と、バックライトユニット３と、反射部材４と、凹面鏡５とを備えている。

また、表示ユニット２およびバックライトユニット３を通じて生成され、第１の反射部材４および凹面鏡５を通じて反射される表示光Ｌを、車両のウインドシールド６に投影して表示を行う。表示内容としては、例えば各種車両情報、及びナビゲーション情報等が挙げられる。

筐体１は、例え合成樹脂からなり、表示ユニット２、バックライトユニット３、第１の反射部材４、凹面鏡５を内部に収容する他、ウインドシールド６に対向する側には、表示光Ｌをウインドシールド６に向けて出射させる出射部７が形成され、この出射部７は透光性カバー８にて覆われている。

表示ユニット２は、バックライトユニット３からの光を受けて、表示光Ｌを形成するものである。バックライトユニット３は、基板上に間隔を空けて複数個配置された、発光ダイオードからなる光源と、この光源からの光を入射して表示ユニット２に向けて放射するレンズ部材と、光源およびレンズ部材を収納する光源ケースとを備えている。

反射部材４は、例えば、平面ミラーからなり、表示ユニット２からの表示光Ｌを凹面鏡５に反射する。凹面鏡５は、反射部材４を通じて反射した表示光Ｌを、出射部７に向けて反射する。

このように反射された表示光Ｌは、出射部７に設けられた透光性カバー８を透過して、ウインドシールド６上に照射されている。これにより車両の乗員Ｐは、虚像を風景と重畳させて視認することができる。

図２は、各パーツを分解して表示したヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡部分の斜視図である。この図２において、凹面鏡５は、鏡からなる凹面鏡本体５１と、この凹面鏡本体５１を支持する合成樹脂製の保持プレート５０から成り、保持プレート５０に形成された回転軸１０を中心として回転可能である。

この回転角度は、時計回り反時計回り共に約２度程度である。この回転によって、乗員の目の高さ、すなわち、身長に応じて、表示光Ｌがウインドシールド６に照射される点の位置を変更し、虚像が生じる高さを任意に調整することが出来る。この調整は、図示しない操作スイッチを操作することにより、乗員の意思で任意に調整することが出来る。

そして、この調整は、回転軸１０のうち左側の第１の軸部１０ａに取り付けられたアクチュエータ１６の減速出力軸１６ａを回転させることにより行われる。アクチュエータ１６のアクチュエータハウジング１６ｈの内部に、減速出力軸１６ａに接続された減速歯車機構が内蔵されている。

減速歯車機構の出力軸、つまりアクチュエータの出力軸となる減速出力軸１６ａが、アクチュエータハウジング１６ｈから突出している。また、アクチュエータ１６内部のモータは、ステップモータからなる。この場合、ステップモータの回転出力を減速歯車機構で減速して、第１の軸部１０ａをプラスマイナス２度の微小角度だけ回転させている。

次に、図３は、各パーツを組み付けたヘッドアップディスプレイ装置の凹面鏡部分の斜視図である。図２、図３に示したように、図１の筐体１をなす支持体１８と一体の第１の支持部１１と、第２の支持部１４（以下、単に支持部１１、１４ともいう）は、全体がＵ字状に折り曲げた金属板で形成されており、この支持部１１、１４には、凹面鏡５の回転軸１０を挿入する軸孔１２、１３が夫々穿設されている。

凹面鏡５は、湾曲した略平板状の形状を有し、左右両側に、全体として回転軸１０をなす第１の軸部１０ａ（図２）と第２の軸部１０ｂ（図３、以下単に軸部１０ａ、１０ｂともいう）を凸設させて形成している。ここで、図３の右側の第２の軸部１０ｂは、通常の棒状であり、第２の支持部１４の第２の軸孔１３内に、第２のバネ１５が装着された後に挿入されている。

また、図２の左側の第１の軸部１０ａは、中心に四角形状の穴１０ｃが形成され、この第１の軸部１０ａは、第１の支持部１１に設けられた第１の軸孔１２に対向する位置に配置されている。

そして、アクチュエータ１６の減速出力軸１６ａが、第１の軸孔１２に挿入されて、第１の軸部１０ａの穴１０ｃと嵌合されることにより、減速出力軸１０ａを介して凹面鏡５が回転するように構成されている。

図示しない制御回路からの信号は、コネクタ１６ｄとアクチュエータハウジング１６ｈから導出された配線１６ｃに通じている。これにより、アクチュエータ１６は、乗員の操作に応じて、減速出力軸１６ａを、時計回りあるいは反時計回りに回転させ、凹面鏡５を微小角度だけ回転させるものである。

図３のように、Ｕ字状に折り曲げられた支持部１１、１４は、筐体１と一体のケース基板１８と連続的に構成されている。ケース基板１８の左側には、第１のバネ１９の一端を保持する下側スプリング係止部１９ａが凸設されている。

以上のように、凹面鏡５を保持する保持プレート５０が、減速歯車機構が内蔵されたアクチュエータ１６により減速駆動される。また保持プレート５０の支持部１１に対する傾斜角度が、アクチュエータ１６の回転によって制御される。

図４は、図２および図３で示した凹面鏡と、その駆動機構の構成を、実際のヘッドアップディスプレイの筐体１内に組み込んだ状態を示しおり、図３の矢印Ｚ４方向から見たヘッドアップディスプレイの筐体内部構成図である。

図４において、支持部１１には、アクチュエータ１６の取り付け足部となるフランジ部１６ｆ１、１６ｆ２が、ねじ止めされている。また、支持部１１の奥側には、凹面鏡５を保持する保持プレート５０が設けられている。

アクチュエータ１６は、アクチュエータハウジング１６ｈの一部が突出して配線結合部１６ｈ１が形成されている。また、アクチュエータハウジング１６ｈと一体のフランジ部１６ｆ１、１６ｆ２に設けた、ねじ取付け孔は、ねじ２０、２１の径よりも大きな内径を有するか、または後述のように長孔として形成されている。

図４においては、アクチュエータ１６が停止状態にあり、凹面鏡５は、組付け完了後の初期位置にある。この状態で、アクチュエータ１６内の減速歯車機構のバックラッシュ等で、不用意に凹面鏡５と保持プレート５０とが、矢印Ｙ４方向に回転すると、凹面鏡５や保持プレート５０が筐体１の一部１ｃ等に衝突し、異音を発生したり、破損したりすることになる。従って、組付け完了後の初期位置から、バックラッシュ等によって、凹面鏡５や保持プレート５０が不用意に矢印Ｙ４方向に動かない製造方法が望まれる。

図５は、アクチュエータ１６内の減速歯車機構の状態を示すアクチュエータ内部構成図である。図６は、図５の減速歯車機構のうち、モータの出力軸に直結された駆動歯車と噛み合う従動歯車となるストッパ歯車の歯の状態を示す平面図である。また、図７は、減速歯車機構の歯車列の構成を示す模式図である。

図５において、減速歯車機構は、アクチュエータハウジング１６ｈ内の、モータの出力軸に取り付けられたピニオン歯車からなる駆動歯車Ｇ１の複数の第１歯に、複数の第２歯が噛合する従動歯車（ストッパ歯車とも言う）Ｇ２を有している。ストッパ歯車Ｇ２には、他の複数の歯車列Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５を介して、保持プレート５０が連結されている。

１段目の従動歯車であるストッパ歯車Ｇ２の形状は、図６に示すとおりであり、第２歯内に、歯の一部が埋められた部分歯車として形成され、突起状のストッパ部Ｇｓが形成されている。従って、モータおよび駆動歯車Ｇ１が回転しても、駆動歯車Ｇ１の第１歯が、単なる突起または大きな歯部であるストッパ部Ｇｓに当接すると、駆動歯車Ｇ１が空転またはロックする。

空転するかロックするかは、ストッパ部Ｇｓの形状による。その結果、空転またはロックのいずれにしても、ストッパ歯車Ｇ２以下の歯車列は、それ以上回転しなくなる。そして、アクチュエータ１６の出力軸となる減速回転軸１６ａも、それ以上駆動されない。

また、アクチュエータハウジング１６ｈ内に、減速歯車機構が内蔵されているから、ストッパ部Ｇｓに駆動歯車Ｇ１の第１歯が当接して、ストッパ作用が発揮されても、アクチュエータハウジング１６ｈ外に漏れる音が少ないので、騒音の少ないヘッドアップディスプレイが得られる。

また、アクチュエータハウジング１６ｈ内の図５の壁部１６ｋの向こう側にはステップモータからなるモータが存在し、モータの出力軸にピニオンからなる駆動歯車Ｇ１が結合されている。また、上記壁部１６ｋとアクチュエータハウジング１６ｈは固定されている。また、壁部１６ｋに歯車列Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５の歯車軸が回転可能に軸支されている。

図５において、モータを成すステップモータの出力軸は、駆動歯車Ｇ１を成すピニオンを有している。ピニオンは、第１段目の従動歯車であるストッパ歯車Ｇ２を駆動し、ストッパ歯車Ｇ２の裏面歯車Ｇ２１（図６）に、第２段目の従動歯車Ｇ３が噛み合って第２段目の従動歯車Ｇ３が駆動される。

次に、第２段目の従動歯車Ｇ３の図示されない裏面歯車に、第３段目の従動歯車Ｇ４が噛み合って、第３段目の従動歯車Ｇ４が駆動され、第３段目の従動歯車Ｇ４の表面歯車Ｇ４１に、第４段目の従動歯車Ｇ５が噛み合って、第４段目の従動歯車Ｇ５が駆動される。この状態は、図７においても説明される。

この第４段目の従動歯車Ｇ５が、減速歯車機構の出力歯車を構成しており、この出力歯車の偏心した位置に、アクチュエータ１６の出力軸をなす減速出力軸１６ａ（図２）が設けられている。減速出力軸１６ａの先端部は、四角形状の断面を持っている。

また、アクチュエータ１６のモータの固定子は、アクチュエータハウジング１６ｈに固定されている。従って、アクチュエータハウジング１６ｈを筐体１に固定して、モータつまり駆動歯車Ｇ１を図５において、時計回りに回転させると、駆動歯車Ｇ１がストッパ歯車Ｇ２のストッパ部Ｇｓに当接するまで回転する。

この回転中に、ストッパ歯車Ｇ２は反時計回りに、歯車Ｇ３は時計回りに、歯車は反時計回りに、歯車Ｇ５と減速出力軸１６ａは時計回りに、それぞれ回転する。この減速出力軸１６ａが、時計回りの状態で、減速出力軸１６ａを固定して、アクチュエータハウジング１６ｈを筐体１に対して固定しないフリー状態とすると、逆に、アクチュエータハウジング１６ｈのほうが反時計回り、つまり、矢印Ｙ５方向に回転する。

次に、モータに通電せずに、減速出力軸１６ａを固定して、アクチュエータハウジング１６ｈを矢印Ｙ５方向に回転させると、上記各歯車列Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５が、駆動歯車Ｇ１がストッパ歯車Ｇ２のストッパ部Ｇｓに当接する上記ストッパ作用が発揮され、かつバックラッシュが無くなるまで回転する。また、減速出力軸１６ａの回転を止めるために、減速出力軸１６aの平面部にクリアランスを介して対向している図２の軸部１０ａの四角形状の穴１０ｃの平面部が当接し、この平面部同士のガタツキも解消される。

以下、この軸部１０ａの四角形状の穴１０ｃの平面部のガタツキについて詳述する。図２、図３を用いて説明したように、凹面鏡５は、左右両側に全体として回転軸１０を成す第１の軸部１０ａと第２の軸部１０ｂを凸設させて形成している。また、図２の左側の第１の軸部１０ａは、中心に四角形状の穴１０ｃが形成され、第１の軸部１０ａは、第１の支持部１１に設けられた第１の軸孔１２に対向する位置に配置される。

そして、アクチュエータ１６の減速出力軸１６ａの四角形状の断面を持っている先端部が、第１の軸孔１２に挿入されて、第１の軸部１０ａの四角形状の穴１０ｃと嵌合されることにより、アクチュエータ１６の回転によって、第１の軸部１０ａを介して、凹面鏡５が回転するように構成されている。

なお、減速出力軸１６ａを、保持プレート５０の四角形状の穴１０ｃに、微小なクリアランスＣ８（図８）を介して嵌合している（クリアランスが無いと嵌合できない）。つまり、減速出力軸１６ａの回転につれて、保持プレート５０が回転するように、アクチュエータ１６と保持プレート５０とが遊嵌状態により連結されている。

これによれば、アクチュエータ１６の減速出力軸１６ａと、保持プレート５０との遊嵌状態に起因するガタツキによって、アクチュエータ１６の減速出力軸１６ａの回転位置に対する保持プレート５０の回転位置にバラツキが発生する。

このバラツキが、アクチュエータ１６内の減速歯車機構のバックラッシュと重なって、全体として大きな保持プレート５０の傾斜位置のバラツキが生じるが、これらのバラツキを無くした状態で組み付けることが望まれる。これによって、組付け完了後に、バラツキで更に保持プレート５０と筐体１側とが衝突する方向に、不用意に動くことを回避することができる。

図８から図１０は、上述の四角形状の断面を持っているアクチュエータ１６の減速出力軸１６ａの先端部が、同じく四角形状の穴１０ｃに挿入されている状態を模式的に示している。なお、減速出力軸１６ａの先端部と、四角形状の穴１０ｃとを、実際よりも誇張して大きく図示している。

製造時の組み付け時は、図２、図３において、右側の第２の軸部１０ｂは、予め第２のバネ１５を挿入してから、第２の支持部１４の第２の軸孔１３に挿入する。次に、第１の軸部１０ａを第１の軸孔１２と対向させる。

左側の第１の軸部１０ａは、中心に四角形状の穴１０ｃを有し、この第１の軸部１０ａを、第１の支持部１１に形成された第１の軸孔１２に対向させた後、ビス２０、２１を用いて、アクチュエータ１６が、第１の支持部１１に仮締め状態で取り付けられる。

そして、アクチュエータ１６の出力軸１６ａが、凹面鏡５の左端の第１の軸部１０ａの四角形状の穴１０ｃに挿入される。このアクチュエータ１６の減速出力軸１６ａの先端は、第１の軸部１０ａの四角形状の穴１０ｃに合致する四角形状の突起となっており、両者は嵌合により、共に回転可能となる。

次に、アクチュエータハウジング１６ｈを、保持プレート５０の傾斜角度θの設定により、固定された減速出力軸１６ａに対して、図５の矢印Y5の方向に回転させて、アクチュエータハウジング１６ｈ内の減速歯車機構のストッパ作用を発揮させ、かつ、バックラッシュがない状態を維持する。この状態で、保持プレート５０の筐体１ないし支持部１１に対する傾斜角度θが確定される。これについて、図８から図１０を用いて説明する。

図８は、凹面鏡を保持した保持プレートと、アクチュエータとの取り付け状態を示す模式図、図９は、図８に示した状態からアクチュエータハウジングに回転力を印加して、ストッパ作用を発揮させ、かつバックラッシュを無くした状態を示す模式図、図１０は、図９に示した状態のまま、アクチュエータハウジングにスラスト方向の押し付け力を加えて、アクチュエータハウジングを固定した後に、治具で傾斜角度を確定する状態を示す模式図である。

図８のように、アクチュエータ１６が所定位置（組付け完了状態）で静止しているときの保持プレート５０の傾斜角度θを正しく設定できても、アクチュエータ１６内の減速歯車機構のバックラッシュ等によって、保持プレート５０の傾斜角度がばらついてしまい、保持プレート５０と筐体１側との衝突が発生することがある。つまり、図８において、反時計方向Ｙ８１のバックラッシュ等による回転が衝突を引き起こして問題となる。

バックラッシュとは、アクチュエータハウジング１６ｈに対して、減速出力軸１６ａが、歯部同士が当接するまで動くことを言う。つまり、バックラッシュが発生する前には、歯部同士間に隙間があることを示している。この隙間は、減速出力軸１６ａを固定して、アクチュエータハウジング１６ｈを、図５の矢印Y５方向、つまり、図９の矢印Ｙ９のように回転することによって無くすことができる。

このために、図９のように、アクチュエータハウジング１６ｈに、治具で回転力Ｆ９を印加して、アクチュエータハウジング１６ｈを、減速出力軸１６ａに対して、矢印Ｙ９のように、わずか回転させて、アクチュエータ１６内の減速歯車機構のバックラッシュが無い状態、つまりバックラッシュによっては保持プレート５０が、これ以上衝突方向に動き得ない状態とする。また、軸部１０ａと四角形状の穴１０ｃとの間のクリアランスによるガタツキも無い状態とする。

次に、この状態を維持するために、アクチュエータハウジング１６ｈの固定を行う。このアクチュエータハウジング１６ｈの固定は、アクチュエータ取付け部材である図２の支持部１１（筐体１の一部）に、アクチュエータハウジング１６ｈを押し付けて、アクチュエータハウジング１６ｈと、支持部１１との間の摩擦力を高めることにより行う。このために、アクチュエータハウジング１６ｈに押圧力Ｆ１０を図１０の紙面と垂直方向に印加する。

このように、アクチュエータハウジング１６ｈを、減速出力軸１６ａに対して矢印Ｙ９方向に回転させて、アクチュエータ１６内の減速歯車機構のバックラッシュ等が無く、これ以上はアクチュエータ１６の回転がないと動き得ない状態とした後に、アクチュエータハウジング１６ｈが回転しないように固定してから、保持プレート５０の傾斜角度θを確定する。

この傾斜角度θの確定においては、図１０のように、アクチュエータ１６内の減速歯車機構のバックラッシュ等がない状態を維持しつつ、治具ＪＧの傾斜面ＪＧ１に、保持プレート５０の側面を当接することによって、支持部１１、ひいては筐体１に対する傾斜角度θを確定する。このように、治具の傾斜面に保持プレート５０の側面を当接することによって、正確に保持プレート５０の筐体１に対する傾斜角度θを確定することができる。

これにより、アクチュエータ１６内でストッパ作用を発揮させつつ、かつ減速出力軸１６ａのバックラッシュ等による衝突方向への回転が起こり得ない状態で、保持プレート５０の支持部１１（筺体１）に対する傾斜角度θが確定できる。この後、フランジ部１６ｆ１、１６ｆ２のねじ２０、２１を本締めして固定する。次に、図３のように、第１のバネ１９を、ケース基板１８に設けた下側スプリング係止部１９ａと凹面鏡５の保持プレート５０の上側スプリング係止部２３との間に取り付ける。

これによって、第１のバネ１９のバネ力によって、凹面鏡５に一方向に回転しようとする力が作用し、アクチュエータ１６によって凹面鏡５を他方向に回転させた場合に、第１のバネ１９からの弾性力を受ける。よって、組付け完了後におけるアクチュエータ１６内部の歯車によるバックラッシュが、第１のバネ１９によって抑制されるようになっている。

換言すれば、組付け完了後において、バックラッシュがある状態で、凹面鏡５をアクチュエータ１６で回転させると、停止した状態においても、バックラッシュによって凹面鏡５が、時計回りあるいは反時計回りに微小角度振動する結果となって好ましく無い。

よって、図３のように、第１のバネ１９の一端を上側スプリング係止部２３に係止し、第１のバネ１９の他端を、ケース基板１８の下側スプリング係止部１９ａに係止して、第１のバネ１９のバネ力で、組付け完了後のバックラッシュに伴う振動を抑制し続ける。

また、第１のバネ１９は、図３の様に、所定角度第１のバネ１９の下側第１のバネ係止部１９ａの取り付け位置を、外側、すなわち図３の左側に寄せて取り付け、傾斜して取り付けているため、凹面鏡５をスラスト方向Ｓの左側に引き寄せる働きを第１のバネ１９が行い、これによって、第２のバネ１５とともに、凹面鏡５のスラスト方向Ｓの振動も抑制している。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以降の各実施形態においては、上述した第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、異なる構成および特徴について説明する。図１１は、本発明の第２実施形態に使用するアクチュエータ１６の外形図であり、図１１の（ａ）部分は、アクチュエータの正面図、図１１の（ｂ）部分は、アクチュエータの右側面図である。

図８においては、アクチュエータ１６の取り付け足部を構成するフランジ部１６ｆ１、１６ｆ２に、ねじ（図３の２０、２１）の径よりも大きめの孔を開けて、最初にフランジ部１６ｆ１、１６ｆ２にねじを仮締めしてから、アクチュエータハウジング１６ｈに、図９の矢印Ｙ９のような回転力を加えて、バックラッシュを吸収させつつ、保持プレート５０の傾きを治具で調整してから、フランジ部１６ｆ１、１６ｆ２のねじを完全に本締めした。

このとき、フランジ部１６ｆ１、１６ｆ２に、ねじの径よりも大きめの孔を開けているため、孔内でねじが移動し、バックラッシュの吸収や保持プレート５０の傾斜角度を調整することができた。

バックラッシュの吸収等を行うための孔内でのねじの移動量が大きい場合に備えて、この第２実施形態のように、フランジ部１６ｆ１、１６ｆ２に、長孔１６ｆ３、１６ｆ４を形成することが望ましい。これによれば、バックラッシュを吸収時および保持プレート５０の傾き調整時における、アクチュエータハウジング１６ｈの減速出力軸１６ａを中心とした図９の矢印Ｙ９のような回転時において、仮締め状態のねじが、長い移動量を移動してから、本締めすることができる。

なお、長孔１６ｆ３、１６ｆ４の中心位置は、減速出力軸１６ａを中心とした円上に存在する。また、図１１の（ｂ）ように、アクチュエータ１６の減速出力軸１６ａの先端部は、四角形状の穴１０ｃに合致する四角形状の突起となっている。従って、減速出力軸１６ａの先端部に対向する２つの平面部１６a１、１６a２を有し、この平面部が穴１０ｃ内の平面部にクリアランスを介して相対向する。減速出力軸１６ａの先端部と四角形状の穴１０ｃとは嵌合により、共に回転可能となるが、平面部１６a１、１６a２の両端は円弧状に加工されている。

（その他の実施形態）
本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。例えば、上述の一実施形態では、減速歯車機構は平歯車の集合で形成したが、その他の減速歯車機構でも良い。

また、傾斜角度θの設定は、傾斜面を持つ治具を当接して行ったが、衝突を防止するための隙間の幅を設定する治具等を用いて、その他の方法で行っても良い。また、減速歯車機構内のストッパ部は、部分歯車の突起に駆動歯車が当接することで行ったが、アクチュエータハウジング１６ｈ内にあれば、その他の衝突停止機構を使用しても良い。

更に、第１実施形態では、アクチュエータハウジング１６ｈを、減速出力軸１６ａに対して、矢印Ｙ９方向に回転させて、アクチュエータ１６内の減速歯車機構のバックラッシュが無く、これ以上はアクチュエータ１６の回転がないと衝突方向に動き得ない状態とした後、アクチュエータハウジング１６ｈを、スラスト方向Ｓ（減速出力軸１６ａの軸方向または保持プレート５０の軸方向）に押圧して、アクチュエータハウジング１６ｈを摩擦力で固定したが、アクチュエータハウジング１６ｈを、治具やロボットハンド等で把持して固定しても良い。また、アクチュエータ１６内のモータは、ステップモータで構成したが、直流サーボモータ等のその他の回転位置制御が可能な可逆転モータを採用することができる。

１ 筐体
１ｃ 筐体１の一部
５ 凹面鏡
１０ａ 第１の軸部
１０ｂ 第２の軸部
１０ｃ 四角形状の穴
１１ 第１の支持部
１６ アクチュエータ
１６ａ 減速出力軸
１６ｈ アクチュエータハウジング
１６ｆ１、１６ｆ２ フランジ部
１９ 第１のバネ
２０、２１ ねじ
５０ 保持プレート
Ｇ１ 駆動歯車
Ｇ２ 第１段目の従動歯車（ストッパ歯車）
Ｇｓ 部分歯車のストッパ部
ＪＧ 治具
ＪＧ１ 治具の傾斜面
θ 傾斜角度

Claims (6)

1. 筐体内において凹面鏡を保持する保持プレートを、前記筐体内においてアクチュエータハウジングに保持されるモータおよび減速歯車機構を用いて減速駆動することにより、前記保持プレートの前記筐体に対する傾斜角度を調整するヘッドアップディスプレイの製造方法であって、
   前記減速歯車機構の減速出力軸を前記保持プレートに連結して、前記減速出力軸の回転につれて前記保持プレートが回転するようにし、
   前記アクチュエータハウジングを回転させる回転力を印加して、前記減速歯車機構内の初段の歯車からなる駆動歯車に従動歯車のストッパ部が当接した状態を維持しつつ、前記保持プレートの前記筐体に対する傾斜角度を設定することを特徴とするヘッドアップディスプレイの製造方法。
2. 前記ストッパ部に前記駆動歯車が当接した状態を維持しつつ、前記保持プレートの前記筐体に対する前記傾斜角度を設定するために、前記アクチュエータハウジングを回転させる前記回転力を印加しつつ、前記保持プレートの前記傾斜角度を調整してから、前記アクチュエータハウジングが、前記筺体に対して回転しないように、ねじで固定することを特徴とする請求項１に記載のヘッドアップディスプレイの製造方法。
3. 前記ねじの固定は、前記筐体に対して仮締めしている前記アクチュエータハウジングを、前記筐体に治具で前記減速出力軸の軸方向に押し付けて、前記アクチュエータハウジングと前記筺体間の摩擦力により前記アクチュエータハウジングを前記筐体に対して保持した後、前記ねじを本締めすることを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドアップディスプレイの製造方法。
4. 前記保持プレートの前記筐体に対する前記傾斜角度を設定しつつ、前記アクチュエータハウジングに前記回転力を印加しているときに、前記減速出力軸を前記筐体に対して固定して前記アクチュエータハウジングを回転することにより、前記駆動歯車を前記ストッパ部に対して回転させ、前記駆動歯車を前記ストッパ部に当接させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイの製造方法。
5. 前記減速歯車機構の前記減速出力軸を、前記保持プレートに連結して、前記減速出力軸の回転につれて前記保持プレートが回転するようにするときに、前記減速出力軸を前記保持プレートの穴内に遊嵌し、前記減速出力軸の平面部を前記保持プレートの前記穴の平面部にクリアランスを介して前記減速出力軸の回転方向に相対向させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイの製造方法。
6. 前記アクチュエータハウジングを回転させて、前記ストッパ部に前記駆動歯車が当接した状態を維持しつつ、前記保持プレートの前記筐体に対する前記傾斜角度を設定するときに、治具の傾斜面に前記保持プレートを当接させることによって、前記保持プレートの前記筐体に対する前記傾斜角度を設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイの製造方法。

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