(57)【要約】      （修正有）【課題】フライホイールにミラーを接着剤で固定し、かつ、接着剤の硬化に伴うミラーの歪みを抑制できる回転駆動装置を提供する。【解決手段】光源から出射された光を反射しつつ回転する回転駆動装置は、モータと、モータの回転部に支持されるフライホイール８と、板状のミラー６１と、を有する。ミラー６１は、複数の接着剤によって、フライホイール８に固定され、複数の接着剤は、ミラー６１の角部６１１に位置し、また、複数の接着剤は、ミラーの端辺６１２に沿って、間隔をあけて配置される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射された光を反射しつつ回転する回転駆動装置であって、
上下に延びる中心軸を中心として回転する回転部を有するモータと、
前記回転部に支持されるフライホイールと、
複数の角部および複数の端辺を有する板状のミラーと、
前記フライホイールに前記ミラーを固定する複数の接着剤と、
を備え、
複数の前記接着剤は、前記ミラーの前記角部に位置し、前記ミラーの前記端辺に沿って、間隔をあけて配置されている回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転駆動装置であって、
前記接着剤は、前記角部と、前記フライホイールとの双方に接触する回転駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回転駆動装置であって、
前記フライホイールは、前記ミラーが配置される配置面を有し、
前記配置面と、前記接着剤の一部分との間に、前記ミラーの前記角部が挟まれる回転駆動装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
前記複数の接着剤は、前記複数の端辺の各々の半分以下の領域に接触する回転駆動装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
前記ミラーは、前記中心軸に対して傾斜し、
前記複数の接着剤の一部が、前記複数の角部のうち、前記ミラーの中心よりも軸方向上側に位置する角部に接触する回転駆動装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
前記フライホイールは、
前記ミラーが嵌まるミラー収容部
を有する回転駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
前記ミラーは、４つの前記角部を有する矩形の板状であり、
前記接着剤は、少なくとも、４つの前記角部をそれぞれ覆う回転駆動装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
前記接着剤は、紫外線硬化型である回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学部品を有する種々の装置が知られている。例えば、特開２０１０−０２１１０５号公報には、導光部材４と、導光部材４を支持するロッドベース３とを備えた光学装置が記載されている。当該公報では、ＬＥＤから出射された照明光が、導光部材４の反射プリズムによって反射する。また、ロッドベース３は、導光部材４を支持する粗面処理された接触面を有する。
【特許文献１】特開２０１０−０２１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特開２０１０−０２１１０５号公報では、ロッドベース３に対する導光部材４の固定に、接着剤が用いられていない。
【０００４】
一方、近年、三次元空間における光学的な位置認識等に用いられる装置として、ミラーを回転させる回転駆動装置の需要が高まっている。この種の回転駆動装置では、遠心力によるミラーの位置ずれまたは脱落を防止するために、ミラーを接着剤で強固に固定する必要がある。しかしながら、接着剤を用いると、接着剤の硬化時に生じる応力で、ミラーに僅かな歪みが生じる。この歪みによって、反射光の向きが変化する場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、回転駆動装置において、ミラーを接着剤で固定し、かつ、接着剤の硬化に伴うミラーの歪みを抑制できる構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の例示的な第１発明は、光源から出射された光を反射しつつ回転する回転駆動装置であって、上下に延びる中心軸を中心として回転する回転部を有するモータと、前記回転部に支持されるフライホイールと、複数の角部および複数の端辺を有する板状のミラーと、前記フライホールに前記ミラーを固定する接着剤と、を備え、前記接着剤の一部は、前記ミラーの前記角部に位置し、前記ミラーの前記端辺に沿って、間隔をあけて配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
本願の例示的な第１発明によれば、フライホイールにミラーを接着剤で固定し、かつ、接着剤の硬化に伴うミラーの歪みを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、回転駆動装置、光源、およびハウジングの斜視図である。
【図２】図２は、回転駆動装置の縦断面図である。
【図３】図３は、ミラーの斜視図である。
【図４】図４は、フライホイールおよびミラーの斜視図である。
【図５】図５は、接着剤のミラーへの塗布位置と、ミラーにより反射された反射光の変形量と、の関係を示す図である。
【図６】図６は、ミラー収容部にミラーを固定する様子を示した図である。
【図７】図７は、変形例に係るミラーの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、後述するモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、モータの中心軸に直交する方向を「径方向」、モータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、モータに対して光源側を上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係る回転駆動装置の使用時の向きを限定する意図はない。また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。
【００１０】
＜１．回転駆動装置の構成＞
図１は、一実施形態に係る回転駆動装置１、光源６、およびハウジング７の斜視図である。回転駆動装置１は、光源６から入射する入射光６０を径方向（第１径方向Ｄ１）に反射しながら回転し、その反射光６２を回転駆動装置１の外部に出射する装置である。回転駆動装置１の上方には、ハウジング７に搭載された光源６が配置される。光源６の光軸は、後述するモータ１０の中心軸９上に位置する。ハウジング７は、回転駆動装置１が搭載される装置の筐体に固定される。光源６より、中心軸９に沿って下方へ進む入射光６０が出射される。なお、本実施形態の光源６およびハウジング７は、回転駆動装置１の外部に設けられる。ただし、光源６およびハウジング７は、回転駆動装置１に含まれてもよい。  
【００１１】
回転駆動装置１は、モータ１０、フライホイール８、後述するミラー６１、後述するレンズ６３、および後述する接着剤１００を有する。
【００１２】
＜２．モータの構成＞
まず、モータ１０の構成について説明する。図２は、回転駆動装置１の縦断面図である。
【００１３】
図２に示すとおり、モータ１０は、ステータ２２を有する静止部２と、マグネット３４を有する回転部３とを有する。静止部２は、ハウジング７に対して、相対的に静止している。また、回転部３は、静止部２に対して、上下に延びる中心軸９を中心として、軸受部２３を介して回転可能に支持されている。
【００１４】
ステータ２２に含まれるコイル４２に駆動電流を供給すると、コイル４２の磁芯である複数のティース４１２に磁束が生じる。そして、ティース４１２とマグネット３４との間の磁束の作用により、静止部２と回転部３との間に周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９を中心として回転する。これにより、回転部３に支持されたフライホイール８が、回転部３とともに、中心軸９を中心として回転する。  
【００１５】
軸受部２３には、例えば、流体動圧軸受が用いられる。流体動圧軸受を用いる場合、静止部２と回転部３とは、潤滑オイルが存在する間隙を介して対向する。モータ１０の駆動時には、潤滑オイルに流体動圧が誘起される。なお、軸受部２３には、転がり軸受等の他の構成の軸受が用いられてもよい。
【００１６】
＜３．フライホイール、ミラー、およびレンズの構成＞
続いて、フライホイール８、ミラー６１、およびレンズ６３の構成について説明する。
【００１７】
フライホイール８は、光源６よりも下方、かつ、モータ１０よりも上方に位置する。フライホイール８は、モータ１０の回転部３に支持される。フライホイール８は、回転部３の上面に、例えば、係合または接着剤により固定される。フライホイール８の材料には、例えば樹脂が用いられる。フライホイール８は、ミラー６１およびレンズ６３をそれぞれ支持する。ミラー６１は、後述する反射面を有する。光源６から入射する入射光６０は、ミラー６１の反射面で反射して、その向きを変える。レンズ６３は、ミラー６１により反射された反射光６２を透過する。ミラー６１およびレンズ６３の材料には、例えばガラスが用いられる。
【００１８】
図２に示すように、フライホイール８は、筒状壁部８１、中空部８２、鏡筒部８３、および下側支持部８４を有する。筒状壁部８１、鏡筒部８３、および下側支持部８４は、樹脂の射出成形により単一の部材として形成される。ただし、これらは別部材であってもよい。
【００１９】
筒状壁部８１は、中心軸９の周囲を取り囲む円筒状の部位である。中空部８２は、筒状壁部８１の内側に設けられた空洞である。筒状壁部８１は、周方向の一部分に貫通孔８１０を有する。貫通孔８１０は、筒状壁部８１を第１径方向Ｄ１に貫通する。レンズ６３は、当該貫通孔８１０に嵌め込まれて、筒状壁部８１に固定される。鏡筒部８３は、貫通孔８１０の周縁部から径方向内側へ向かって、円筒状に延びる。
【００２０】
下側支持部８４は、フライホイール８の下部において、中心軸９に対して垂直に広がる。下側支持部８４は、ミラー支持部８４１を有する。ミラー支持部８４１は、下側支持部８４の上面から上方へ突出する。ミラー６１は、ミラー支持部８４１に固定される。
【００２１】
図３は、ミラー６１の斜視図である。図３に示すように、本実施形態のミラー６１は、板状であり、かつ、矩形状の外形を有する。ミラー６１は、４つの角部６１１および４つの端辺６１２を有する。角部６１１は、矩形の頂点に相当する部位である。端辺６１２は、隣り合う角部６１１の間で、直線状に延びる部位である。ミラー６１の中央部は、中心軸９上に位置する。また、ミラー６１の表面６１０（反射面）は、軸方向および第１径方向Ｄ１に対して、４５°に傾斜している。ミラー６１には、例えば、全反射ミラーが用いられる。入射光６０は、ミラー６１の中央部に入射する。
【００２２】
レンズ６３は、円板状の外形を有する。レンズ６３は、貫通孔８１０に位置し、第１径方向Ｄ１に対して垂直に配置される。また、レンズ６３は、フライホイール８に対して、接着、係合等により固定される。ミラー６１、中空部８２、およびレンズ６３は、第１径方向Ｄ１に重なる。上述の反射光６２は、レンズ６３の中央部を透過して、フライホイール８の外部へ出射される。なお、レンズ６３は、フライホイール８に保持されたレンズフレームに固定されていてもよい。
【００２３】
フライホイール８の上面には、開口８０が形成されている。ミラー６１の反射面は、開口８０に露出している。光源６から出射された入射光６０は、開口８０を介してミラー６１へ入射する。そして、上述のとおり、入射光６０は、ミラー６１により反射されることにより、反射光６２となる。反射光６２は、さらに中空部８２を第１径方向Ｄ１に進み、筒状壁部８１の貫通孔８１０に嵌められたレンズ６３を通って、回転駆動装置１の外部へ出射される。
【００２４】
また、ミラー６１は、モータ１０の回転部３とともに中心軸９を中心として回転しつつ、入射光６０を反射する。これにより、反射光６２の向き（第１径方向Ｄ１）が回転する。
【００２５】
＜４．フライホイールへのミラーの取り付け構造＞
続いて、フライホイール８へのミラー６１の取り付け構造について、説明する。
【００２６】
図４は、フライホイール８およびミラー６１の斜視図である。フライホイール８のミラー支持部８４１は、ミラー６１が嵌まる凹状のミラー収容部８４０を有する。ミラー収容部８４０の底面である配置面８４２は、軸方向および第１径方向Ｄ１に対して、４５°に傾斜している。配置面８４２は矩形状である。配置面８４２の縦横の寸法は、ミラー６１の裏面の縦横の寸法よりも僅かに大きい。
【００２７】
図６は、ミラー収容部８４０にミラー６１を固定する様子を示した図である。図６のように、ミラー収容部８４０にミラー６１を固定するときには、まず、上述の配置面８４２上にミラー６１を配置することにより、ミラー６１をミラー収容部８４０に嵌める。これにより、フライホイール８のあらかじめ定められた位置に、ミラー６１を精度よく位置決めする。
【００２８】
次に、図３〜図６に示すように、ミラー収容部８４０に配置されたミラー６１の４つの角部６１１および当該４つの角部６１１の付近に、接着剤１００を塗布する。４つの角部６１１は、それぞれ、接着剤１００に覆われる。図３および図４には、接着剤１００の塗布領域６１４が、破線の丸印により示されている。各塗布領域６１４において、接着剤１００は、角部６１１とフライホイール８との双方に接触する。これにより、フライホイール８に対してミラー６１が、十分な強度で固定される。その結果、フライホイール８からミラー６１が外れたり、脱落したり、飛散したりすることが抑制される。
【００２９】
本実施形態の接着剤１００は、紫外線硬化型の樹脂である。このため、熱硬化型または嫌気性の接着剤と比べて、硬化するまでの時間が短い。したがって、接着剤１００の塗布後、硬化までの間に、接着剤１００の流動によりその位置がずれることを抑制できる。また、接着剤１００の硬化時間が短いため、回転駆動装置１の生産効率を向上させることができる。
【００３０】
ミラー６１の４つ角部６１１に位置する接着剤１００は、互いに、ミラー６１の端辺６１２に沿った間隔を空けて配置されている。このため、接着剤１００の硬化時には、ミラー６１の各端辺６１２の中央付近には、接着剤１００からの応力がかかりにくい。したがって、接着剤１００の硬化に伴うミラー６１の歪みを抑制できる。なお、接着剤１００は、角部６１１付近にのみ塗布されていることが好ましい。具体的には、接着剤１００は、ミラー６１の４つの端辺６１２の各々の半分以下の領域に接触していることが好ましい。
【００３１】
図５は、接着剤１００のミラー６１への塗布位置と、ミラー６１により反射された反射光６２の変形量と、の関係を示している。横軸は、ミラー６１の端辺の長さＬに対する当該端辺の角部に塗布された接着剤の間隔ｇの比（ｇ／Ｌ）を示している。縦軸は、反射光６２の第１径方向Ｄ１と垂直な方向に切断した断面の長軸Ｄに対する短軸ｄの比（ｄ／Ｄ）を示している。図５で示す通り、ｇ／Ｌが１に近くなるに従い、ｄ／Ｄが１に近くなる。言い換えれば、隣り合う接着剤の間隔を広くするに従い、反射光６２の断面が真円に近くなる。すなわち、ミラー６１の歪みを抑制できる。そのため、ミラー６１の１つの端辺の両端、すなわち、ミラー６１の角部６１１付近にのみ接着剤を塗布すると、隣り合う接着剤との間隔ｇが広くなるため、ｇ／Ｌが１に近くなる。図５に示すように、ｇ／Ｌが０．５以上、すなわち、接着剤１００がミラー６１の４つの端辺６１２の各々の半分以下の領域に接触することが好ましい。このように、接着剤１００の塗布範囲を制限することによって、ミラー６１の歪みをより抑制できる。
【００３２】
また、上述のとおり、本実施形態では、フライホイール８の配置面８４２にミラー６１を配置した後に、接着剤１００を塗布する。このため、図６のように、接着剤１００の一部とフライホイール８の配置面８４２との間に、ミラー６１の角部６１１が挟まれる。これにより、フライホイール８にミラー６１を強固に固定できる。また、仮に、配置面８４２またはミラー６１にあらかじめ接着剤１００を塗布した後に、配置面８４２にミラー６１を配置すると、ミラー６１の配置時に接着剤１００が押し広げられる。しかしながら、本実施形態のように、配置面８４２にミラー６１を配置した後に、接着剤１００を塗布すれば、接着剤１００が押し広げられない。このため、接着剤１００の塗布範囲を容易に管理できる。その結果、接着剤１００の意図しない箇所への付着、垂れ落ち、飛散等を抑制できる。
【００３３】
また、本実施形態では、ミラー６１が、中心軸９および第１径方向Ｄ１に対して４５°に傾斜した状態で配置される。そして、一部の接着剤１００は、ミラー６１の４つの角部６１１のうち、ミラー６１の中心よりも軸方向上側に位置する角部６１１に接触する。したがって、当該接着剤１００の一部は、ミラー６１の最も軸方向上側に位置する端辺６１２である上端辺６１５に接触する。これにより、硬化前の接着剤１００が重力により垂れて、意図しない箇所まで拡がることを抑制できる。
【００３４】
＜５．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態には限定されない。
【００３５】
図７は、一変形例に係るミラー６１Ｂの斜視図である。図７のミラー６１Ｂは、板状であり、かつ、六角形状の外形を有する。ミラー６１Ｂは、６つの角部６１１Ｂおよび６つの端辺６１２Ｂを有する。ミラー６１Ｂは、軸方向および第１径方向に対して、４５°に傾斜した状態で、ミラー収容部に配置される。光源から出射された入射光６０Ｂは、ミラー６１Ｂの表面６１０Ｂ（反射面）により反射して、反射光６２Ｂとなる。
【００３６】
フライホイールのミラー収容部にミラー６１Ｂを固定するときには、まず、ミラー収容部の配置面上に、ミラー６１Ｂを配置する。次に、ミラー６１Ｂの６つの角部６１１Ｂおよび当該６つの角部６１１Ｂの付近に、接着剤をそれぞれ塗布する。６つの角部６１１は、それぞれ、接着剤１００に覆われる。図７には、接着剤の塗布領域６１４Ｂが、破線の丸により示されている。各塗布領域６１４Ｂにおいて、接着剤は、角部６１１Ｂとフライホイールとの双方に接触する。これにより、フライホイールに対してミラー６１Ｂが、十分な強度で固定される。その結果、フライホイールからミラー６１Ｂが外れたり、脱落したり、飛散したりすることが抑制される。
【００３７】
本変形例のミラー６１Ｂは、６つの端辺６１２Ｂのうちの半分以上の端辺６１２Ｂが、ミラー６１Ｂの中心よりも軸方向上側に位置する。したがって、接着剤を塗布する６つの塗布領域６１４Ｂのうちの半分以上の塗布領域６１４Ｂが、ミラー６１Ｂの中心よりも軸方向上側に位置する。これにより、硬化前の接着剤１００が重力により垂れて、意図しない箇所まで拡がることを抑制できる。ただし、ミラーが有する角部および端辺の数は、これに限定されない。ミラーは、複数の角部および複数の端辺を有していればよい。
【００３８】
なお、接着剤は、必ずしもミラーの全ての角部に設けられていなくてもよい。
【００３９】
また、上記の実施形態のミラーは、全反射ミラーであった。しかしながら、全反射ミラーに代えて、入射光の一部を透過するハーフミラーが用いられていてもよい。この場合、フライホイールのミラーの下部に貫通孔を設けるとともに、モータのシャフトを円筒状の中空シャフトとしてもよい。そして、ハーフミラーを透過した透過光を、フライホイールおよび中空シャフトの内部を通って、モータの下方へ到達させてもよい。また、モータの下方に、さらにフライホイールとミラーを配置してもよい。そして、上述の透過光を、当該ミラーによって、径方向（第２径方向）に反射させてもよい。
【００４０】
また、各部品の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、回転駆動装置に利用できる。
【符号の説明】
【００４２】
１  回転駆動装置
２  静止部
３  回転部
６  光源
７  ハウジング
８  フライホイール
９  中心軸
１０  モータ
２２  ステータ
２３  軸受部
３４  マグネット
４２  コイル
６０，６０Ｂ  入射光
６１，６１Ｂ  ミラー
６２，６２Ｂ  反射光
６３  レンズ
８０  開口
８１  筒状壁部
８２  中空部
８３  鏡筒部
８４  下側支持部
１００  接着剤
６１０，６１０Ｂ  表面
６１１，６１１Ｂ  角部
６１２，６１２Ｂ  端辺
６１４，６１４Ｂ  塗布領域
６１５  上端辺
８１０  貫通孔
８４０  ミラー収容部
８４１  ミラー支持部
８４２  配置面
８４３  内側面
Ｄ１  第１径方向
【図１】
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【図２】
2019091677.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2019091677.tif 000007
【図６】
2019091677.tif 000008
【図７】
2019091677.tif 000009