JP2019091677A - Rotation drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転駆動装置に関する。 The present invention relates to a rotary drive.
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。 In JP 2010-021105 A, no adhesive is used for fixing the light guide member 4 to the rod base 3.
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。 On the other hand, in recent years, as an apparatus used for optical position recognition and the like in a three-dimensional space, a demand for a rotational drive apparatus for rotating a mirror has been increasing. In this type of rotary drive device, it is necessary to firmly fix the mirror with an adhesive in order to prevent misalignment or removal of the mirror due to centrifugal force. However, with adhesives, the stresses that occur on curing of the adhesive cause minor distortion in the mirror. Due to this distortion, the direction of the reflected light may change.
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。 An object of the present invention is to provide a structure capable of fixing a mirror with an adhesive and suppressing distortion of the mirror accompanying curing of the adhesive in a rotational drive device.
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。 An exemplary first invention of the present application is a rotary drive device that rotates while reflecting light emitted from a light source, comprising: a motor having a rotary portion that rotates around a central axis extending up and down; A flywheel supported, a plate-like mirror having a plurality of corners and a plurality of end sides, and an adhesive for fixing the mirror to the flyhole, wherein a part of the adhesive is the mirror And are spaced along the edge of the mirror.
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。 According to the first exemplary invention of the present application, the mirror can be fixed to the flywheel with an adhesive, and distortion of the mirror caused by the curing of the adhesive can be suppressed.
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。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present application, a direction parallel to the central axis of the motor to be described later is referred to as “axial direction”, a direction orthogonal to the central axis of the motor is “radial direction”, and a direction along an arc centered on the central axis of the motor is referred to It is referred to as “direction”. Further, in the present application, the shape and the positional relationship of each part will be described with the axial direction as the vertical direction and the light source side up with respect to the motor. However, there is no intention to limit the use direction of the rotary drive according to the present invention based on the definition in the vertical direction. Further, in the present application, the “parallel direction” also includes a substantially parallel direction. Further, in the present application, the “orthogonal direction” also includes a substantially orthogonal direction.
<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。
<1. Configuration of Rotational Drive>
FIG. 1 is a perspective view of a rotary drive 1, a light source 6, and a housing 7 according to one embodiment. The rotational drive device 1 is a device that rotates while reflecting the
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。
The rotation drive device 1 has a
<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。
<2. Motor configuration>
First, the configuration of the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
When a drive current is supplied to the
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。
For example, a fluid dynamic pressure bearing is used for the
<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。
<3. Flywheel, mirror and lens configuration>
Subsequently, configurations of the flywheel 8, the
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。
The flywheel 8 is located below the light source 6 and above the
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。
As shown in FIG. 2, the flywheel 8 has a
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。
The
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。
The
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。
FIG. 3 is a perspective view of the
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。
The
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。
An
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。
The
<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。
<4. Mounting structure of mirror to flywheel>
Then, the attachment structure of the
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。
FIG. 4 is a perspective view of the flywheel 8 and the
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。
FIG. 6 is a view showing how the
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。
Next, as shown in FIGS. 3 to 6, the adhesive 100 is applied to the four
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。 The adhesive 100 of the present embodiment is an ultraviolet curable resin. For this reason, the time to cure is shorter compared to a thermosetting or anaerobic adhesive. Therefore, it is possible to suppress the displacement of the position due to the flow of the adhesive 100 after the application of the adhesive 100 until the curing. Further, since the curing time of the adhesive 100 is short, the production efficiency of the rotary drive device 1 can be improved.
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。
The
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。
FIG. 5 shows the relationship between the application position of the adhesive 100 to the
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。
Further, as described above, in the present embodiment, after the
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。
Further, in the present embodiment, the
<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。
<5. Modified example>
Although the exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
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。
FIG. 7 is a perspective view of a mirror 61B according to a modification. The mirror 61B of FIG. 7 is plate-like and has a hexagonal outer shape. The mirror 61B has six corners 611B and six ends 612B. The mirror 61B is disposed in the mirror housing in a state of being inclined at 45 ° with respect to the axial direction and the first radial direction. The incident light 60B emitted from the light source is reflected by the
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。
When the mirror 61B is fixed to the mirror housing of the flywheel, the mirror 61B is first disposed on the arrangement surface of the mirror housing. Next, an adhesive is applied to the six corner portions 611B of the mirror 61B and the vicinity of the six corner portions 611B. The six
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。
In the mirror 61B of this modification, half or more of the six
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。 Note that the adhesive does not necessarily have to be provided at all corner portions of the mirror.
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。 Moreover, the mirror of said embodiment was a total reflection mirror. However, instead of the total reflection mirror, a half mirror that transmits part of incident light may be used. In this case, a through hole may be provided in the lower part of the mirror of the flywheel, and the shaft of the motor may be a cylindrical hollow shaft. Then, the transmitted light transmitted through the half mirror may pass through the inside of the flywheel and the hollow shaft to reach the lower side of the motor. In addition, a flywheel and a mirror may be further disposed below the motor. Then, the above-mentioned transmitted light may be reflected in the radial direction (second radial direction) by the mirror.
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。 Further, the shape of the detail of each part may be different from the shape shown in each drawing of the present application. In addition, the elements appearing in the above-described embodiment and modification may be combined as appropriate as long as no contradiction occurs.
本発明は、回転駆動装置に利用できる。 The present invention is applicable to a rotary drive.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 rotation drive 2 stationary part 3 rotary part 6 light source 7 housing 8 flywheel 9
Claims (8)
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。 A rotary drive device that rotates while reflecting light emitted from a light source,
A motor having a rotating portion that rotates about a central axis extending up and down;
A flywheel supported by the rotating portion;
A plate-like mirror having a plurality of corners and a plurality of edges;
A plurality of adhesives for securing the mirror to the flywheel;
Equipped with
A plurality of the adhesive agents are located at the corner of the mirror and are spaced apart along the edge of the mirror.
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。 The rotary drive according to claim 1, wherein
The rotary drive device wherein the adhesive contacts both the corner and the flywheel.
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。 The rotary drive according to claim 1 or 2, wherein
The flywheel has an arrangement surface on which the mirror is arranged,
A rotary drive in which the corner of the mirror is sandwiched between the arrangement surface and a part of the adhesive.
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。 The rotary drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein
The rotary drive according to claim 1, wherein the plurality of adhesives contact an area of half or less of each of the plurality of end sides.
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。 The rotary drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein
The mirror is inclined with respect to the central axis;
The rotational drive device according to claim 1, wherein a part of the plurality of the adhesive contacts a corner located axially above the center of the mirror among the plurality of corners.
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。 The rotary drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein
The flywheel is
A rotary drive device having a mirror accommodating portion in which the mirror is fitted.
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。 The rotary drive device according to any one of claims 1 to 6, wherein
The mirror is in the form of a rectangular plate having four corners.
The rotary drive device wherein the adhesive covers at least four of the corners.
前記接着剤は、紫外線硬化型である回転駆動装置。
The rotary drive device according to any one of claims 1 to 7, wherein
The adhesive is an ultraviolet curing type rotational drive device.
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