JP2017198965A - 回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの光源および１つのモータを用いて、２つの回転体を回転させつつ、２方向に光を出射させる装置を提供する。
【解決手段】この回転駆動装置は、光源６からの入射光を反射する第１ミラーおよび第２ミラーを回転させる装置であって、第１ミラーを有する第１回転体と第２ミラーを有する第２回転体とを含む回転体８０と、回転体を支持するモータ１０とを備え、モータはステータを有する静止部と、ステータと対向するマグネットを有し、静止部に対して上下に延びる中心軸を中心として回転可能に支持される回転部とを含む。静止部はステータを支持するベース部を含む。回転部は中心軸に沿って配置され、上下方向に貫通する貫通孔を含むシャフトと、シャフトの周囲において環状に拡がるロータハブ部と、を含む。第１ミラーの少なくとも一部は、軸受部よりも上側の中心軸上に位置し、第２ミラーの少なくとも一部は、軸受部よりも下側の中心軸上に位置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転駆動装置に関する。

従来、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を用いた、位置認識のためのスキャナー装置が使用されている。当該スキャナー装置は、例えば部屋にセットし、対象物の位置情報を検出し空間の位置認識を行う。スキャナー装置の内部には、光源から出射された光を、それぞれミラーで反射して周囲に出射して対象物に当てるための２つの回転体と、２つの回転体をそれぞれ回転可能に支持する２つのモータが搭載される。このように、２方向に光を反射する装置については、例えば、特開１９９４−０２７４０１号公報に、記載されている。特開１９９４−０２７４０１号公報の光走査画像情報検出装置では、２箇所の光源から射出した光ビームを、プリズムなどの光学部材により、ミラーの反射面に導いて反射させる（当該公報の図２参照）。
特開１９９４−０２７４０１号公報

しかしながら、特開１９９４−０２７４０１号公報の光走査画像情報検出装置は、光源を２箇所に配置しなければならない。このため、配置スペースに制限が有る装置へ適用することは難しい。

本発明の目的は、１つの光源および１つのモータを用いて、２つの回転体を回転させつつ、２方向に光を出射させることができる装置を提供することである。

本願の例示的な発明は、光源から入射する入射光を反射する、第１ミラーおよび第２ミラーを回転させる回転駆動装置であって、前記第１ミラーを有する第１回転体と、前記第２ミラーを有する第２回転体とを含む回転体と、前記回転体を支持するモータと、を備え、前記モータは、ステータを有する静止部と、前記ステータと対向するマグネットを有し、前記静止部に対して、上下に延びる中心軸を中心として軸受部を介して回転可能に支持される回転部と、を含み、前記静止部は、前記ステータを支持するベース部を含み、前記回転部は、前記中心軸に沿って配置され、上下方向に貫通する貫通孔を含むシャフトと、前記マグネットが直接または間接的に固定され、前記シャフトの周囲において環状に拡がるロータハブ部と、を含み、前記第１ミラーの少なくとも一部は、前記軸受部よりも上側の前記中心軸上に位置し、前記第２ミラーの少なくとも一部は、前記軸受部よりも下側の前記中心軸上に位置する回転駆動装置である。

本願の例示的な発明によれば、ミラーをそれぞれ有する２つの回転体をモータの上下の回転部に固定し、静止部に対して回転可能に支持する。また、光源からの入射光が、モータのシャフトを上下に貫通する貫通孔の内側を通過することによって、１方向の光をモータの上下のミラーにおいて反射させて、周囲に出射することができる。これにより、装置を小型化することができる。また、配置スペースに制限が有る装置へ適用することができる。

図１は、第１実施形態に係る回転駆動装置および光源の斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る回転駆動装置の断面斜視図である。 図３は、第１実施形態に係る回転駆動装置の縦断面図である。 図４は、第１実施形態に係る回転駆動装置の部分縦断面図である。 図５は、変形例に係る回転駆動装置の縦断面図である。

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。

＜１．第１実施形態＞
＜１−１．回転駆動装置の構成＞
図１は、第１実施形態に係る回転駆動装置１および光源６の斜視図である。また、図２は、回転駆動装置１を、中心軸９を含む平面で切断した状態を示す断面斜視図である。当該回転駆動装置１は、光源６から入射する入射光６０を反射する、後述するミラーを回転させながら、当該ミラーにおいて反射された反射光を、レンズを介して回転駆動装置１の外部に出射する装置である。なお、本実施形態の光源６は、回転駆動装置１の外部に設けられている。ただし、光源６は回転駆動装置１に含まれていてもよい。

図１および図２に示すように、回転駆動装置１は、回転体８０と、回転体８０を支持するモータ１０と、を有する。回転体８０は、第１回転体８１と第２回転体８２とを含む。第１回転体８１は、入射光６０の一部を反射する第１ミラー６１を有する。第２回転体８２は、入射光６０の他の一部を反射する第２ミラー６２を有する。第１回転体８１および第２回転体８２の詳細は後述する。

＜１−２．モータの構成＞
続いて、上記のモータ１０のより詳細な構成について説明する。図３は、回転駆動装置１の縦断面図である。また、図４は、回転駆動装置１の部分縦断面図である。図３に示すとおり、モータ１０は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、回転駆動装置１が配置される筐体等（図示省略）に対して、相対的に静止している。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、後述する軸受部２３を介して回転可能に支持されている。

本実施形態の静止部２は、ベース部２１、ステータ２２、および後述する回転部３のシャフト３１を回転可能に支持する軸受部２３を有する。

ベース部２１は、第１回転体８１と第２回転体８２との間において、中心軸９に対して直交する方向に広がっている。ベース部２１は、ステータホルダ２１１とベース本体２１２とを有する。

ベース本体２１２は、ステータホルダ２１１を支持する板状の部材である。ベース本体２１２の材料には、例えばアルミニウム合金やステンレス等の金属が用いられる。ベース本体２１２は、ステータホルダ２１１の周囲から径方向外側へ向けて拡がる。モータ１０の使用時には、例えば、回転駆動装置１が配置される筐体等にベース本体２１２がねじ止め等で固定される。なお、ベース本体２１２の上面または下面に、モータ１０に駆動電流を供給するための回路基板（図示省略）が配置されてもよい。

ステータホルダ２１１は、軸方向に延びる円筒状の部材である。ステータホルダ２１１の下端部は、ベース本体２１２の貫通孔２１０内に挿入され、ベース本体２１２に対してかしめにより固定される。ただし、ベース本体２１２に対するステータホルダ２１１の固定方法は、溶接等の他の方法であってもよい。また、ベース本体２１２とステータホルダ２１１とが、一繋がりの部材となっていてもよい。

ステータ２２は、ステータコア４１と複数のコイル４２とを有する電機子である。ステータ２２は、ベース部２１の少なくとも一部よりも上方に位置する。ステータコア４１は、例えば、珪素鋼板等の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板からなる。ステータコア４１は、ステータホルダ２１１の外周面に、例えば接着剤で固定されることによって、支持される。また、ステータコア４１は、円環状のコアバック４１１と、コアバック４１１から径方向外側へ向けて突出した複数のティース４１２と、を有する。複数のコイル４２は、複数のティース４１２の周囲に巻かれた導線の集合体である。モータ１０の駆動電流は、外部電源（図示省略）から、上述の回路基板および当該導線を介して、コイル４２に供給される。複数のティース４１２および複数のコイル４２は、好ましくは、中心軸９を中心とした周方向に、円環状に略等間隔に配列される。

図４に示すとおり、軸受部２３は、スリーブ２４と、第１キャップ２５１と、第２キャップ２５２と、を有する。

スリーブ２４は、シャフト３１の周囲において、軸方向に略円筒状に延びる。スリーブ２４は、ステータホルダ２１１の径方向内側に挿入され、例えば接着剤で、ステータホルダ２１１に固定される。スリーブ２４の上端部は、ステータホルダ２１１の上端部およびステータ２２の上端部よりも、軸方向上側に位置する。また、スリーブ２４の下端部は、ステータホルダ２１１の下端部およびステータ２２の下端部よりも、軸方向下側に位置する。なお、スリーブ２４は、複数の部材で構成されていてもよい。

第１キャップ２５１は、第１筒状部７１と第１平板部７２とを有する。第１筒状部７１は、スリーブ２４の上端部付近に固定され、上方へ向けて略円筒状に延びる。第１平板部７２は、第１筒状部７１の上端部付近から、径方向内側に拡がる。

第２キャップ２５２は、第２筒状部７３と第２平板部７４とを有する。第２筒状部７３は、スリーブ２４の下端部付近に固定され、下方へ向けて略円筒状に延びる。第２平板部７４は、第２筒状部７３の下端部付近から、径方向内側に拡がる。

軸受部２３の構成については、詳細を後述する。

本実施形態の回転部３は、シャフト３１、環状部３２、ロータハブ部３３、ヨーク３４、マグネット３５、およびイナーシャ３６を有する。

シャフト３１は、中心軸９に沿って配置され、スリーブ２４の径方向内側において、軸方向に延びる円柱状の部材である。シャフト３１の材料には、例えば、強磁性または非磁性のステンレス鋼等の金属が使用される。シャフト３１の上端部は、スリーブ２４および第１キャップ２５１の上端部よりも上方へ突出している。また、シャフト３１の下端部は、スリーブ２４および第２キャップ２５２の下端部よりも下方へ突出している。シャフト３１の外周面と、スリーブ２４の内周面２４１とは、僅かな間隙を介して径方向に対向する。また、シャフト３１は、上下方向にシャフト３１を貫通するシャフト貫通孔３１０を有する。なお、シャフト３１は、後述するロータハブ部３３と、単一の部材であってもよい。

環状部３２は、第１環状部３２１と第２環状部３２２とを有する。第１環状部３２１は、少なくとも一部がベース本体２１２よりも上側において、シャフト３１の外周面に固定され、全周に亘って径方向外側へ突出する部材である。また、第２環状部３２２は、少なくとも一部がベース本体２１２よりも下側において、シャフト３１の外周面に固定され、全周に亘って径方向外側へ突出する部材である。なお、シャフト３１と環状部３２とは、単一の部材であってもよい。

なお、第１環状部３２１の下部の外周面と、スリーブ２４の上部の、軸方向に対して傾斜している上部傾斜面２４２とは、斜め方向に僅かな間隙を介して対向する。また、第２環状部３２２の上部の外周面と、スリーブ２４の下部の、軸方向に対して傾斜している下部傾斜面２４３とは、斜め方向に僅かな間隙を介して対向する。

さらに、第１環状部３２１の上部の外周面と、第１キャップ２５１の第１筒状部７１の内周面とは、径方向に僅かな間隙を介して対向する。また、第２環状部３２２の下部の外周面と、第２キャップ２５２の第２筒状部７３の内周面とは、径方向に僅かな間隙を介して対向する。

ロータハブ部３３は、第１ロータハブ部３３１と第２ロータハブ部３３２とを有する。第１ロータハブ部３３１は、シャフト３１の上端部の周縁部から、シャフト３１の周囲において径方向外側へ向けて環状に拡がっている。第２ロータハブ部３３２は、シャフト３１の下端部の周縁部から、シャフト３１の周囲において径方向外側へ向けて環状に拡がっている。ロータハブ部３３の材料には、例えば、アルミニウム合金、または強磁性または非磁性のステンレス鋼が使用される。シャフト３１の上端部は、第１ロータハブ部３３１の径方向内側に設けられた、第１ロータハブ部３３１を軸方向に貫く貫通孔に圧入されることによって固定されている。また、シャフト３１の下端部は、第２ロータハブ部３３２の径方向内側に設けられた、第２ロータハブ部３３２を軸方向に貫く貫通孔に圧入されることによって固定されている。

ヨーク３４は、後述するマグネット３５の径方向外側に固定され、マグネット３５を保持する円筒状の部材である。ヨーク３４の内周面には、マグネット３５の外周面が固定される。ヨーク３４は、中心軸９と略同軸に配置される。ヨーク３４の上端部は、第１ロータハブ部３３１の下部に、例えば接着剤またはかしめによって固定される。ヨーク３４の材料には、鉄などの比較的質量の大きな磁性体が用いられる。このため、回転部３の慣性力を増加させることができる。その結果、モータ１０の駆動時における回転部３の姿勢が、さらに安定する。

マグネット３５は、ヨーク３４の内周面において、例えば接着剤で固定される。本実施形態のマグネット３５には、円環状の永久磁石が用いられている。マグネット３５は、略円筒形状であり、ステータ２２の径方向外側に位置する。マグネット３５の内周面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に着磁される。また、マグネット３５の内周面は、複数のティース４１２の径方向外側の端面と、僅かな間隙を介して径方向に対向する。ただし、円環状のマグネット３５に代えて、複数のマグネットが用いられてもよい。複数のマグネットを用いる場合には、Ｎ極の磁極面とＳ極の磁極面とが周方向に交互に並ぶように、ヨーク３４の内周面に配置すればよい。なお、本実施形態のマグネット３５は、上述のとおりヨーク３４を介して第１ロータハブ部３３１に間接的に固定されている。しかし、マグネット３５は、ヨーク３４を介さずに、第１ロータハブ部３３１に直接固定されていてもよい。

イナーシャ３６は、第１イナーシャ３６１と第２イナーシャ３６２とを有する。第１イナーシャ３６１は、後述する第１回転体８１の軸方向下側に配置される環状の部材である。第２イナーシャ３６２は、後述する第２回転体８２の軸方向上側に配置される環状の部材である。第１イナーシャ３６１は、例えば接着剤で、第１ロータハブ部３３１の外周面に固定される。また、第２イナーシャ３６２は、例えば接着剤で、第２ロータハブ部３３２の外周面に固定される。したがって、第１イナーシャ３６１と第２イナーシャ３６２は、モータ１０の駆動時には、ロータハブ部３３を含む回転部３および回転体８０とともに回転する。

イナーシャ３６の材料には、例えばステンレス等の金属が用いられる。イナーシャ３６の比重は、回転体８０の比重よりも大きい。このため、イナーシャ３６を設けると、イナーシャ３６が無い場合よりも、モータ１０の駆動時における回転部３の慣性力が増加する。したがって、回転部３の姿勢を安定させることができる。

なお、このモータ１０では、第１イナーシャ３６１の下面が、第１ロータハブ部３３１の下部において径方向に拡がる第１フランジ部３３３の上面に接触する。これにより、第１イナーシャ３６１の軸方向の位置が安定する。さらに、このモータ１０では、第１フランジ部３３３の上側かつ第１回転体８１の下側に、第１イナーシャ３６１が配置される。すなわち、第１イナーシャ３６１が、第１ロータハブ部３３１と第１回転体８１との間に挟み込まれる。これにより、第１イナーシャ３６１の軸方向の位置が、より安定する。

また、第２イナーシャ３６２の上面が、第２ロータハブ部３３２の上部において径方向に拡がる第２フランジ部３３４の下面に接触する。これにより、第２イナーシャ３６２の軸方向の位置が安定する。また、このモータ１０では、第２フランジ部３３４の下側かつ第２回転体８２の上側に、第２イナーシャ３６２が配置される。すなわち、第２イナーシャ３６２が、第２ロータハブ部３３２と第２回転体８２との間に挟み込まれる。これにより、第２イナーシャ３６２の軸方向の位置が、より安定する。このように、上下のイナーシャ３６の軸方向の位置が安定すれば、イナーシャ３６の傾きが抑制される。したがって、モータ１０の駆動時における回転部３の姿勢が、さらに安定する。

このようなモータ１０において、上述の回路基板を介してコイル４２に駆動電流を供給すると、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３５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。ロータハブ部３３に固定されたイナーシャ３６、および回転部３に支持された後述する回転体８０は、回転部３とともに、中心軸９を中心として回転する。

＜１−３．軸受部の構成＞
続いて、軸受部２３の詳細な構成について説明する。

上述のとおり、スリーブ２４、第１キャップ２５１、および第２キャップ２５２を含む静止部２と、シャフト３１、第１環状部３２１、および第２環状部３２２を含む回転部３とは、間隙を介して対向している。また、当該間隙には、潤滑オイル５０が介在している。モータ１０の回転時には、スリーブ２４の内周面に設けられた動圧溝によって、潤滑オイル５０に流体動圧が誘起される。これにより、回転部３が静止部２から支持されることで、安定して回転することができる。すなわち、本実施形態では、静止部２側の部材であるスリーブ２４、第１キャップ２５１、および第２キャップ２５２と、回転部３側の部材であるシャフト３１、第１環状部３２１、および第２環状部３２２と、これらの間に介在する潤滑オイル５０とで、軸受機構が構成されている。

潤滑オイル５０には、例えば、ポリオールエステル系オイルやジエステル系オイルが使用される。シャフト３１、第１環状部３２１、および第２環状部３２２を含む回転部３は、スリーブ２４、第１キャップ２５１、および第２キャップ２５２を有する軸受部２３に対して、潤滑オイル５０を介して回転可能に支持されつつ、モータ１０の駆動時には中心軸９を中心として回転する。

なお、潤滑オイル５０は、第１環状部３２１の上部の外周面と第１キャップ２５１の第１筒状部７１の内周面との間の間隙、第１環状部３２１の下部の外周面とスリーブ２４の上部の軸方向に対して傾斜している上部傾斜面２４２との間の間隙、シャフト３１の外周面とスリーブ２４の上部の内周面２４１との間の間隙において、連続して存在する。さらに、シャフト３１の外周面とスリーブ２４の下部の内周面２４１との間の間隙、第２環状部３２２の上部の外周面と、スリーブ２４の下部の、軸方向に対して傾斜している下部傾斜面２４３との間の間隙、および第２環状部３２２の下部の外周面と第２キャップ２５２の第２筒状部７３の内周面との間の間隙において、連続して存在する。ただし、潤滑オイル５０は、シャフト３１の外周面とスリーブ２４の内周面２４１との間の間隙において、軸方向中央付近には存在しない。

このように、軸受部２３は、潤滑オイル５０が、静止部２と回転部３とが対向する間隙において２以上の箇所（モータ１０のベース本体２１２よりも上側と下側）に分かれて存在する、所謂パーシャルフィル構造を有している。上側に位置する（ベース本体２１２よりも上側に位置する）間隙に存在する潤滑オイル５０に流体動圧が誘起される、第１軸受部２３１と、第１軸受部２３１よりも下側に位置する（ベース本体２１２よりも下側に位置する）間隙に存在する潤滑オイル５０に流体動圧が誘起される、第２軸受部２３２とに分かれて設けられ、第１軸受部２３１と第２軸受部２３２との間にベース本体２１２が配置されることで、回転駆動装置１が安定して回転することができる。

また、静止部２は、第１軸受部２３１の少なくとも一部と、径方向に重なる。静止部２は、後述する回転体８０の重心Ｃと径方向に重なる。これにより、回転駆動装置１がさらに安定して回転することができる。ただし、静止部２は、必ずしも第１軸受部２３１の少なくとも一部と、径方向に重なっている必要は無い。すなわち、静止部２は、第２軸受部２３２の少なくとも一部と、径方向に重なっていても良い。この場合、回転体８０の重心Ｃがさらに下方に位置することで、回転駆動装置１がより安定して回転することができる。

なお、潤滑オイル５０は、第１環状部３２１の上部の外周面と第１キャップ２５１の第１筒状部７１の内周面との間の間隙、第１環状部３２１の下部の外周面とスリーブ２４の上部の軸方向に対して傾斜している上部傾斜面２４２との間の間隙、シャフト３１の外周面とスリーブ２４の内周面２４１との間の間隙、第２環状部３２２の上部の外周面と、スリーブ２４の下部の、軸方向に対して傾斜している下部傾斜面２４３との間の間隙、および第２環状部３２２の下部の外周面と第２キャップ２５２の第２筒状部７３の内周面との間の間隙において、連続して存在する所謂フルフィル構造を有していてもよい。これにより、モータ１０の回転時に衝撃が加わった場合においても、回転部３と静止部２との接触を抑制することができる。

なお、潤滑オイル５０の上側の界面は、第１環状部３２１の上部の外周面と第１キャップ２５１の第１筒状部７１の内周面との間の間隙に位置し、第１ロータハブ部３３１と径方向に重なる。また、潤滑オイル５０の下側の界面は、第２環状部３２２の下部の外周面と第２キャップ２５２の第２筒状部７３の内周面との間の間隙に位置し、第２ロータハブ部３３２と径方向に重なる。

さらに、潤滑オイル５０がフルフィル構造を有している場合において、第１軸受部２３１および第２軸受部２３２のうち、シャフト３１の外周面と、スリーブ２４の内周面２４１を含む静止部２の少なくとも一部とが、潤滑オイル５０が存在する間隙（ラジアル間隙）を介して径方向に対向するラジアル軸受部２３３は、後述する回転体８０の重心Ｃと径方向に重なる。これにより、回転駆動装置１がさらに安定して回転することができる。

＜１−４．回転体の構成＞
続いて、回転体８０の構成について詳細を説明する。

図１および図２に戻る。回転駆動装置１の上方には、光源６を内蔵するフレーム７０が配置される。フレーム７０は、回転駆動装置１が配置される筐体等に固定される。光源６より、モータ１０の中心軸９に沿って下方へ進む入射光６０が出射される。

回転体８０は、第１回転体８１と第２回転体８２とを有する。第１回転体８１は、モータ１０の回転部３の上端部に支持され、回転部３とともに中心軸９を中心として回転する。第２回転体８２は、モータ１０の回転部３の下端部に支持され、回転部３とともに中心軸９を中心として回転する。第１回転体８１および第２回転体８２の材料には、後述する第１ミラー６１および第２ミラー６２を除き、例えば樹脂が用いられる。

図２に示すとおり、第１回転体８１の下面８１０は、第１ロータハブ部３３１および第１イナーシャ３６１の上面に、例えば係合、または接着剤等を用いて固定されている。第１回転体８１は、第１縦円筒部８１１、第１ミラー６１、第１横円筒部８１２、および第１レンズ８１３を有する。

第１縦円筒部８１１は、モータ１０の中心軸９と略同軸に配置され、軸方向に延びる円筒状の部位である。第１縦円筒部８１１の下端部と、シャフト貫通孔３１０の上端部とは、軸方向に対向する。すなわち、第１縦円筒部８１１の径方向内側の空洞８１４は、シャフト貫通孔３１０と、軸方向に連続している。第１縦円筒部８１１の径方向内側の空洞８１４およびシャフト貫通孔３１０は、光導波路となっている。

第１ミラー６１は、少なくとも一部が軸受部２３よりも上側における中心軸９上に位置している。本実施形態では、第１ミラー６１は、第１縦円筒部８１１の下端部とシャフト３１の上端部との間において、第１回転体８１を構成する樹脂部材に固定されている。また、第１ミラー６１は、軸方向および後述する第１径方向に対して、４５°に傾斜している。第１ミラー６１は、透過率と反射率がほぼ等しいハーフミラーである。

第１横円筒部８１２は、第１縦円筒部８１１の下端部付近から径方向外側（第１径方向Ｄ１）に延びる円筒状の部材である。第１横円筒部８１２の径方向内側の空洞８１５は、第１縦円筒部８１１の径方向内側の空洞８１４と直角に連結されている。第１横円筒部８１２の径方向内側の空洞８１５と、第１ミラー６１とは、第１径方向Ｄ１に重なる。

第１レンズ８１３は第１横円筒部８１２の径方向外側の端部を覆う。

光源６から出射された入射光６０は、第１縦円筒部８１１よりも上方から入射し、第１縦円筒部８１１の径方向内側の空洞８１４を中心軸９に沿って下方へ進む。そして、入射光６０のうちの一部が第１ミラー６１において反射され、入射光６０のうちの他の一部は第１ミラー６１を透過して、さらに下方へ進む。第１ミラー６１において反射された第１反射光６３は、第１横円筒部８１２の径方向内側の空洞８１５を第１径方向Ｄ１に進み、第１レンズ８１３を介して回転駆動装置１の外部へ出射される。

第２回転体８２の上面８２０は、第２ロータハブ部３３２または第２イナーシャ３６２の下面に、例えば係合、または接着剤等を用いて固定されている。第２回転体８２は、第２縦円筒部８２１、第２ミラー６２、第２横円筒部８２２、および第２レンズ（図示省略）を有する。

第２縦円筒部８２１は、モータ１０の中心軸９と略同軸に配置され、軸方向に延びる円筒状の部位である。第２縦円筒部８２１の上端部と、シャフト貫通孔３１０の下端部とは、軸方向に対向する。すなわち、第２縦円筒部８２１の径方向内側の空洞８２４は、シャフト貫通孔３１０と、軸方向に連続している。第２縦円筒部８２１の径方向内側の空洞８２４は、光導波路となっている。

第２ミラー６２は、少なくとも一部が軸受部２３よりも下側における中心軸９上に位置している。本実施形態では、第２ミラー６２は、第２縦円筒部８２１の上端部とシャフト３１の下端部との間において、第２回転体８２を構成する樹脂部材に固定されている。また、第２ミラー６２は、軸方向および後述する第２径方向に対して、４５°に傾斜している。第２ミラー６２には、全ミラーが用いられている。

第２横円筒部８２２は、第２縦円筒部８２１の上端部付近から径方向外側（第２径方向Ｄ２）に延びる円筒状の部材である。第２横円筒部８２２の径方向内側の空洞８２５は、第２縦円筒部８２１の径方向内側の空洞８２４と直角に連結されている。第２横円筒部８２２の径方向内側の空洞８２５と、第２ミラー６２とは、第２径方向Ｄ２に重なる。

第２レンズ（図示省略）は第２横円筒部８２２の径方向外側の端部を覆う。

上述のとおり、入射光６０のうちの第１ミラー６１を透過した他の一部は、さらに下方へ進む。そして、シャフト貫通孔３１０の内側を通過して、第２ミラー６２において反射される。さらに、第２ミラー６２において反射された第２反射光６４は、第２横円筒部８２２の径方向内側の空洞８２５を第２径方向Ｄ２に進み、第２レンズ（図示省略）を介して回転駆動装置１の外部へ出射される。

第１回転体８１の第１ミラー６１と、第２回転体８２の第２ミラー６２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、光源６からの入射光６０を反射して、反射光を外部へ出射する。入射光６０の一部がシャフト貫通孔３１０を通ることで、１つの光源６から１方向に入射する入射光を、上下の回転体８０で反射しつつ、回転しながら外部へ出射することができる。これにより、広範囲に効率よく光を照射することが可能となる。また、１つの光源６および１つのモータ１０を用いて広範囲の照射を行うことができ、配置スペースに制限がある場合でも適用できる。

なお、第１回転体８１の第１ミラー６１において反射された第１反射光６３が外部に出射される第１径方向Ｄ１と、第２回転体８２の第２ミラー６２において反射された第２反射光６４が外部に出射される第２径方向Ｄ２とは、互いに異なる。これにより、モータ１０の回転時において、当該２方向の出射光が照射対象物に到達するまでの時間差を生じさせることで、空間内における照射対象物の立体的な位置認識が可能となる。

なお、第１回転体８１の外周面８１６は、第１ミラー６１の表面よりも反射率が低く、第２回転体８２の外周面８２６は、第２ミラー６２の表面よりも反射率が低い。これにより、光源６からの入射光６０が乱反射することを抑制できる。

また、本実施形態では、第１回転体８１と第２回転体８２とは、互いに同じ形状を有している。これにより、当該第１ミラー６１および第２ミラー６２を除く樹脂製の第１回転体８１および第２回転体８２を、１つの金型を用いて成型することができ、コスト低減につながる。なお、第１回転体８１と第２回転体８２とは、互いに異なる形状を有していてもよい。例えば、第２回転体８２の第２縦円筒部８２１は、径方向内側の空洞８２４を有さない構造であってもよい。

＜２．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限定されるものではない。

図５は、一変形例に係る回転駆動装置１Ｂの縦断面図である。図５の例では、ベース部２１Ｂよりも軸方向上側と下側における、スリーブ２４Ｂの内周面とシャフト３１Ｂの外周面との間に、転がり軸受が介在している。モータ１０Ｂの回転部３Ｂは、転がり軸受である軸受部２３Ｂを介して、静止部２Ｂに対して中心軸９Ｂを中心として回転可能に支持されている。

なお、静止部と回転部との間には、すべり軸受等の他の構成の軸受が介在してもよい。

また、第１実施形態の回転駆動装置１には、マグネット３５がステータ２２よりも径方向外側に位置する、所謂アウターロータ型のモータ１０が使用されていた。しかし、マグネットがステータよりも径方向内側に位置する、所謂インナーロータ型のモータが使用されてもよい。

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、上記の実施形態や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。

本発明は、回転駆動装置に利用できる。

１，１Ｂ 回転駆動装置
２，２Ｂ 静止部
３，３Ｂ 回転部
６ 光源
９，９Ｂ 中心軸
１０，１０Ｂ モータ
２１，２１Ｂ ベース部
２２ ステータ
２３，２３Ｂ 軸受部
２４，２４Ｂ スリーブ
３１，３１Ｂ シャフト
３２ 環状部
３３ ロータハブ部
３４ ヨーク
３５ マグネット
３６ イナーシャ
４１ ステータコア
４２ コイル
５０ 潤滑オイル
６０ 入射光
６１ 第１ミラー
６２ 第２ミラー
６３ 第１反射光
６４ 第２反射光
７０ フレーム
７１ 第１筒状部
７２ 第１平板部
７３ 第２筒状部
７４ 第２平板部
８０ 回転体
８１ 第１回転体
８２ 第２回転体
２１０ 貫通孔
２１１ ステータホルダ
２１２ ベース本体
２３１ 第１軸受部
２３２ 第２軸受部
２３３ ラジアル軸受部
２４１ 内周面
２４２ 上部傾斜面
２４３ 下部傾斜面
２５１ 第１キャップ
２５２ 第２キャップ
３１０ シャフト貫通孔
３２１ 第１環状部
３２２ 第２環状部
３３１ 第１ロータハブ部
３３２ 第２ロータハブ部
３３３ 第１フランジ部
３３４ 第２フランジ部
３６１ 第１イナーシャ
３６２ 第２イナーシャ
４１１ コアバック
４１２ ティース
８１０ 下面
８１１ 第１縦円筒部
８１２ 第１横円筒部
８１３ 第１レンズ
８１４ 空洞
８１５ 空洞
８１６ 外周面
８２０ 上面
８２１ 第２縦円筒部
８２２ 第２横円筒部
８２４ 空洞
８２５ 空洞
８２６ 外周面
Ｃ 重心
Ｄ１ 第１径方向
Ｄ２ 第２径方向

Claims (15)

1. 光源から入射する入射光を反射する、第１ミラーおよび第２ミラーを回転させる回転駆動装置であって、
   前記第１ミラーを有する第１回転体と、前記第２ミラーを有する第２回転体とを含む回転体と、
   前記回転体を支持するモータと、
   を備え、
   前記モータは、
   ステータを有する静止部と、
   前記ステータと対向するマグネットを有し、前記静止部に対して、上下に延びる中心軸を中心として軸受部を介して回転可能に支持される回転部と、
   を含み、
   前記静止部は、
   前記ステータを支持するベース部
   を含み、
   前記回転部は、
   前記中心軸に沿って配置され、上下方向に貫通する貫通孔を含むシャフトと、
   前記マグネットが直接または間接的に固定され、前記シャフトの周囲において環状に拡がるロータハブ部と、
   を含み、
   前記第１ミラーの少なくとも一部は、前記軸受部よりも上側の前記中心軸上に位置し、
   前記第２ミラーの少なくとも一部は、前記軸受部よりも下側の前記中心軸上に位置する回転駆動装置。
2. 請求項１に記載の回転駆動装置であって、
   前記入射光は、前記第１ミラーよりも上方から、前記中心軸に沿って下方へ進み、
   前記入射光の一部は、前記第１ミラーにおいて反射され、前記入射光の他の一部は、前記貫通孔の内側を通過し前記第２ミラーにおいて反射される回転駆動装置。
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、
   前記第１回転体は、前記第１ミラーにおいて反射された第１反射光を、第１径方向に出射し、
   前記第２回転体は、前記第２ミラーにおいて反射された第２反射光を、第１径方向とは異なる第２径方向に出射する回転駆動装置。
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、
   前記軸受部は、
   前記ベース部よりも上側に位置する第１軸受部と、
   前記ベース部よりも下側に位置する第２軸受部と、
   を含む回転駆動装置。
5. 請求項４に記載の回転駆動装置であって、
   前記静止部は、前記第１軸受部の少なくとも一部と径方向に重なる回転駆動装置。
6. 請求項４に記載の回転駆動装置であって、
   前記静止部は、前記第２軸受部の少なくとも一部と径方向に重なる回転駆動装置。
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、
   前記軸受部において、
   前記静止部と、前記回転部とが、潤滑オイルが存在する間隙を介して対向し、前記潤滑オイルに流体動圧が誘起される回転駆動装置。
8. 請求項７に記載の回転駆動装置であって、
   前記潤滑オイルの界面の少なくとも一つは、前記ロータハブ部と径方向に重なる回転駆動装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の回転駆動装置であって、
   前記潤滑オイルは、前記間隙において連続して存在する回転駆動装置。
10. 請求項７または請求項８に記載の回転駆動装置であって、
    前記潤滑オイルは、前記間隙において２以上の箇所に分かれて存在する回転駆動装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
    前記軸受部は、
    前記シャフトの外周面と、前記静止部の少なくとも一部が、潤滑オイルが存在するラジアル間隙を介して径方向に対向するラジアル軸受部
    を含み、
    前記ラジアル軸受部と、前記回転体の重心とが径方向に重なる回転駆動装置。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
    前記マグネットは、前記ステータよりも径方向外側に位置する回転駆動装置。
13. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
    前記マグネットは、前記ステータよりも径方向内側に位置する回転駆動装置。
14. 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、
    前記軸受部は、転がり軸受である回転駆動装置。
15. 請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の回転駆動装置であって、
    前記第１回転体の外周面は、第１ミラーの表面よりも反射率が低く、
    前記第２回転体の外周面は、第２ミラーの表面よりも反射率が低い回転駆動装置。

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