JPWO2020110747A1

JPWO2020110747A1 - 駆動装置

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Publication number: JPWO2020110747A1
Application number: JP2020558330A
Authority: JP
Inventors: 北澤　正吾; 正吾北澤
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2021-09-27
Also published as: EP3889101A1; JP2022179481A; EP3889101A4; WO2020110747A1; US11757380B2; US20210257934A1; JP2024056073A

Abstract

破損を抑制することができる駆動装置を提供する。ベース部材（４）が、内周側に設けられた軸部によって可動部を回動可能に支持する枠状部（４１）と、枠状部の外周側に延びる弾性構造部（４２）と、を有する。ベース部材（４）の弾性構造部（４２）が台座（７）に対して接合されることで、ベース部材（４）と台座（７）とに生じた熱変形量の差を、弾性構造部（４２）の変形によって吸収させることができ、駆動装置の破損を抑制することができる。

Description

本発明は、駆動装置に関する。

従来、枠体に対し、一対の梁部によって可動板を回転可能に支持するとともに、永久磁石の近傍にヨークを設けることにより、可動板を回転させる磁気力型駆動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された磁気力型駆動装置では、ヨークの一対の端部に互いに異なる磁極が現れるように、ヨークに巻回されたコイルに導通することにより、可動部の振角を大きくしている。

特開２０１３−２４６３６２号公報

特許文献１に記載された駆動装置では、枠体がヨーク上に配置されている。即ち、可動板を安定して回動させるためには、枠体（ベース部材）を何らかの台座に対して固定する必要がある。しかしながら、ベース部材は可動部と同様の材料によって構成されることが多いのに対し、台座はベース部材とは異なる材料によって構成されることがあり、これらの材料の熱膨張係数が異なる可能性があった。

この場合、駆動装置に熱が加わると、台座部とベース部材との熱変形量の差によって、これらの間の接合部分やベース部材自体に大きな応力が加わり、破損の原因となる可能性があった。そこで、接合部分に用いる接着剤の量を増やすことによって熱変形量の差を吸収するという構成も考えられるものの、接着剤の量が増加すると、接着時の硬化収縮の影響が大きくなり、台座とベース部材との接合部分や、ベース部自体に応力が加わりやすくなってしまう。

したがって、本発明の課題は、破損を抑制することができる駆動装置を提供することが一例として挙げられる。

前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の駆動装置は、可動部と、枠状部を有し、前記枠状部の内周側に設けられた軸部によって前記可動部を回動可能に支持するベース部材と、前記可動部を駆動する駆動手段と、前記ベース部材が固定される台座と、を備え、前記ベース部材は、前記枠状部の外周側に延びる弾性構造部を有し、前記弾性構造部が前記台座に対して接合されることを特徴としている。

本発明の第１実施例に係る駆動装置を示す斜視図である。前記駆動装置を示す分解斜視図である。前記駆動装置に支持部材を設けた様子を示す分解斜視図である。前記駆動装置を示す側面図である。本発明の第２実施例に係る駆動装置を示す斜視図である。前記駆動装置を示す分解斜視図である。前記駆動装置に支持部材を設けた様子を示す分解斜視図である。前記駆動装置を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る駆動装置は、可動部と、枠状部を有し、枠状部の内周側に設けられた軸部によって可動部を回動可能に支持するベース部材と、可動部を駆動する駆動手段と、ベース部材が固定される台座と、を備える。ベース部材は、枠状部の外周側に延びる弾性構造部を有し、弾性構造部が台座に対して接合される。

ベース部材の弾性構造部が台座に対して接合されることで、ベース部材と台座とに生じた熱変形量の差を、弾性構造部の変形によって吸収させることができ、ベース部材、および、軸部とベース部材との接続部分の破損を抑制することができる。このとき、弾性構造部は、枠状部よりも弾性変形容易な形状を有する部位であればよい。

弾性構造部は、枠状部に直交するように延びる直交部を有することが好ましい。これにより、枠状部から外側に突出するように直交部を形成すればよく、弾性構造部を容易に形成することができる。

弾性構造部は、枠状部に沿って延びる平行部を有していてもよい。これにより、枠状部に沿って平行部の寸法を大きくしても、ベース部材が大型化しにくく、熱変形量の差を吸収させやすくすることができる。尚、直交部と平行部とが組み合わされていてもよい。

枠状部が、台座に対して接合されていない。または、枠状部の一部のみが台座に対して接合されていてもよい。即ち、ベース部材と台座との接合強度と、弾性構造部の変形のしやすさと、が適宜なバランスとなるように、ベース部材における接合領域を設定すればよい。

弾性構造部を台座に接合する接合部材が、複数の弾性構造部のそれぞれに対応するように、複数箇所に配置されていることが好ましい。これにより、接合部材の使用量を削減することができる。

弾性構造部は、枠状部に連続し且つ前記台座に接合されない非接合部と、非接合部に連続し且つ台座に接合される接合部と、を有することが好ましい。これにより、非接合部を弾性変形させやすくすることができ、ベース部材と台座とに生じた熱変形量の差によって枠状部および接合部分に加わる応力を低減することができる。

以下、本発明の各実施例について具体的に説明する。尚、第２実施例においては、第１実施例で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施例と同じ符号を付すとともに説明を省略する。

［第１実施例］
本実施例の駆動装置１Ａは、図１〜４に示すように、ミラー２と、中間フレーム３と、ベース部材４と、内側トーションバー５と、外側トーションバー６と、台座７と、駆動手段と、を備えた光偏向器である。駆動装置１Ａは、例えば車両に搭載されて赤外線等の光を送受信することで他車両や設置物等との距離を検出する検出装置に用いられる。

本実施例では、内側トーションバー５と外側トーションバー６とが略直交するように延びており、内側トーションバー５の延在方向（軸方向）をＸ方向とし、外側トーションバー６の延在方向（軸方向）をＹ方向とし、ＸＹ平面に略直交する方向をＺ方向とする。

ミラー２は、ＸＹ平面に沿って延びる板状に形成され、表面２１が鏡面加工されて反射面となっている。ミラー２の外周側には一対の内側トーションバー５が接続されている。尚、図示の例ではミラー２が円板状であるものとしているが、ミラー２は、楕円板状であってもよいし、長方形状等の多角形板状であってもよく、用途に応じた適宜な形状を有していればよい。

中間フレーム３は、ＸＹ平面に沿って延びる矩形枠状に形成され、ミラー２を囲むように配置される。中間フレーム３の内周側には一対の内側トーションバー５が接続され、外周側には一対の外側トーションバー６が接続されている。即ち、ミラー２は、内側トーションバー５を介して、中間フレーム３によって回動可能に支持されている。

ベース部材４は、ＸＹ平面に沿って延びるとともに中間フレーム３を囲む矩形状の枠状部４１と、枠状部４１の外周側に延びる複数の弾性構造部４２と、を有する。ベース部材４の内周側には一対の外側トーションバー６が接続されている。即ち、ミラー２と中間フレーム３と内側トーションバー５とを可動部とした際、可動部は、軸部としての外側トーションバー６を介して、ベース部材４によって回動可能に支持されている。

枠状部４１は、Ｘ方向に沿って延びる第１辺部４１１および第２辺部４１２と、Ｙ方向に沿って延びる第３辺部４１３および第４辺部４１４と、によって構成されている。複数の弾性構造部４２は、それぞれ、第１辺部４１１または第２辺部４１２に連続してＹ方向に沿って延び、第３辺部４１３または第４辺部４１４に連続してＸ方向に沿って延びている。即ち、弾性構造部４２全体が、枠状部４１に直交するように延びる直交部４２１となっている。弾性構造部４２は、全体が直交部４２１であることで、枠状部４１よりも弾性変形容易となっている。

上記のミラー２と中間フレーム３とベース部材４と内側トーションバー５と外側トーションバー６とは、例えばＳｉ等からなる基板に一体に形成され、ミラーユニット１０を構成する。

台座７は、例えばアルミニウム合金や樹脂等の材料によって構成され、ベース部材４よりも剛性が高く、その熱膨張係数はベース部材４とは異なっていてもよい。台座７は、ＸＹ平面に沿って延びる矩形枠状に形成されている。本実施例では、枠状部４１の内側の開口と、台座７の内側の開口と、が略一致しているものとする。尚、台座７は、例えばベース部材４の形状や、駆動装置１Ａの取付対象の形状に応じた適宜な形状を有していればよい。

駆動手段は、ミラー２および中間フレーム３を駆動する（回動させる）ためのものである。駆動手段の駆動方式は限定されず、例えばコイルおよび磁気素子によって構成されていてもよいし、圧電素子によって構成されていてもよい。

ここで、台座７に対するベース部材４の接合構造の詳細について説明する。台座７には、弾性構造部４２のそれぞれの先端部４２２に対応する複数箇所に、接合部材８が設けられる。この接合部材８を硬化させることによって弾性構造部４２が台座７に接合される。尚、接合部材８は、例えば、アクリル系接着剤や、エポキシ系接着剤、永久膜用レジスト等の硬化後も弾性を有するものが好ましいが、これらに限定されるものではない。

このとき、弾性構造部４２のうち接合部材８に対応した先端部４２２が、台座７に接合される接合部となり、接合部材８が設けられない位置に対応した基端部４２３が、台座７に接合されない非接合部となる。このとき、基端部４２３は枠状部４１に連続しており、先端部４２２は基端部４２３に連続している。また、枠状部４１は、台座７に対して接合されていない（枠状部４１は接合部を有していない）。

上記のように台座７に対してベース部材４を固定する際、Ｚ方向においてベース部材４と台座７とを位置決めするために、支持部材９を設けることが好ましい。支持部材９は、枠状部４１に対応するように枠状に形成されるとともに、接合部材８よりも内側に配置されている。尚、支持部材９の形状は枠状に限定されず、支持部材９の少なくとも一部が枠状部４１に突き当たるように配置されればよい。これにより、接合部材８の硬化前において、ベース部材４が台座７に対して過度に接近してしまったり傾いてしまったりすることを抑制することができる。

上記の構成により、ベース部材４の弾性構造部４２が台座７に対して接合されることで、ベース部材４と台座７とに生じた熱変形量の差を、弾性構造部４２の変形によって吸収させることができ、ベース部材４、および、ベース部材４と台座７との接合部分の破損を抑制することができる。

また、弾性構造部４２全体が直交部４２１となっていることで、枠状部４１から外側に突出するように直交部４２１を形成すればよく、弾性構造部４２を容易に形成することができる。

また、弾性構造部４２を台座７に接合する接合部材８が、複数の弾性構造部４２のそれぞれに対応するように、複数箇所に配置されていることで、接合部材８の使用量を削減することができる。

弾性構造部４２が、接合部としての先端部４２２と、非接合部としての基端部４２３と、を有することで、基端部４２３を弾性変形させやすくすることができ、ベース部材４と台座７とに生じた熱変形量の差によって枠状部４１および接合部分に加わる応力を低減することができる。

［第２実施例］
本実施例の駆動装置１Ｂは、図５〜８に示すように、ミラー２と、中間フレーム３と、ベース部材４Ｂと、内側トーションバー５と、外側トーションバー６と、台座７と、駆動手段と、を備えた光偏向器である。即ち、駆動装置１Ｂは、第１実施例の駆動装置１Ａのベース部材４をベース部材４Ｂに置換したものである。

ベース部材４Ｂは、枠状部４１と、８つの弾性構造部４３と、を有する。弾性構造部４３は、枠状部４１の４つの角部から延びている。弾性構造部４３は、枠状部４１に直交するように延びる直交部４３１と、枠状部４１の各辺に沿って延びる平行部４３２と、を有する。即ち、枠状部４１の第１辺部４１１の両端の角部から突出した弾性構造部４３は、Ｙ方向に沿って延びる直交部４３１と、第１辺部４１１の外側においてＸ方向に沿って延びる平行部４３２と、を有する。第２〜第４辺部４１２〜４１４のそれぞれの両端の角部から突出する弾性構造部４３も同様である。尚、弾性構造部４３は、枠状部４１の辺部のうち外側トーションバー６から離間した位置から延びるようにしてもよいし、枠状部４１の３つの角部から延びるようにしてもよい。枠状部４１のうち外側トーションバー６から離間した位置から弾性構造部４３が延びるようにすることで、ベース部材４と台座７とに生じた熱変形量の差によって枠状部４１に加わる応力が、外側トーションバー６の付け根に伝わることを抑制することができる。

接合部材８は、平行部４３２のうち先端部４３２Ａに対応して設けられる。即ち、先端部４３２Ａが、台座７に接合される接合部となり、接合部材８が設けられない位置に対応した基端部４３２Ｂが、台座７に接合されない非接合部となる。基端部４３２Ｂは枠状部４１に連続しており、先端部４３２Ａは基端部４３２Ｂに連続している。また、枠状部４１は、台座７に対して接合されていない（枠状部４１は接合部を有していない）。

第１実施例と同様に、台座７に対してベース部材４Ｂを固定する際、Ｚ方向においてベース部材４Ｂと台座７とを位置決めするために、支持部材９を設けることが好ましい。

上記の構成により、第１実施例と同様に、ベース部材４Ｂの弾性構造部４３が台座７に対して接合されることで、ベース部材４Ｂと台座７とに生じた熱変形量の差を、弾性構造部４３の変形によって吸収させることができ、ベース部材４Ｂ、および、ベース部材４Ｂと台座７との接合部分の破損を抑制することができる。

また、弾性構造部４３が平行部４３２を有することで、枠状部４１の各辺部に沿って平行部４３２の寸法を大きくしても、ベース部材４Ｂが大型化しにくく、熱変形量の差を吸収させやすくすることができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記第１実施例および第２実施例では、弾性構造部が直交部を有するものとしたが、弾性構造部は、枠状部に対して斜めに交差するように延びる部分を有していてもよい。また、枠状部が円環状の場合には、弾性構造部のうち、例えば円の接線に対して直交する部分を直交部としてもよい。

また、前記第１実施例および第２実施例では、枠状部４１が台座７に対して接合部を有していないものとしたが、枠状部の一部が台座に対して接合されてもよい。例えば、枠状部のうち一辺を台座に対して接合するとともに、対向する辺を接合せずに弾性構造部を設けてもよい。

また、前記第１実施例および第２実施例では、接合部材８が、複数の弾性構造部のそれぞれに対応するように複数箇所に配置されているものとしたが、連続した形状の接合部材を設けてもよい。例えば、弾性構造部が配置される位置に応じて、接合部材を環状に設けてもよい。

また、前記第１実施例および第２実施例では、弾性構造部が接合部と非接合部とを有するものとしたが、例えば弾性構造部が充分な厚さを有する場合や、接合部材によって弾性構造部の変形が阻害されにくい場合等、弾性構造部が変形容易である場合には、弾性構造部全体が接合部となっていてもよい（即ち弾性構造部が非接合部を有していなくてもよい）。

また、前記第１実施例および第２実施例では、ミラー２と中間フレーム３と内側トーションバー５とを可動部が可動部を構成し、可動部が、軸部としての外側トーションバー６を介して、ベース部材４によって回動可能に支持されているものとしたが、ミラーを可動部とし、ミラーが軸部を介してベース部材によって回動可能に支持されていてもよい。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施例に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施例に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１Ａ、１Ｂ駆動装置
４、４Ｂベース部材
４１枠状部
４２、４３弾性構造部
４２２先端部（接合部）
４２３基端部（非接合部）
４３１直交部
４３２平行部
７台座
８接合部材

Claims

可動部と、
枠状部を有し、前記枠状部の内周側に設けられた軸部によって前記可動部を回動可能に支持するベース部材と、
前記可動部を駆動する駆動手段と、
前記ベース部材が固定される台座と、を備え、
前記ベース部材は、前記枠状部の外周側に延びる弾性構造部を有し、
前記弾性構造部が前記台座に対して接合されることを特徴とする駆動装置。
前記弾性構造部は、前記枠状部に直交するように延びる直交部を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
前記弾性構造部は、前記枠状部に沿って延びる平行部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
前記枠状部が、前記台座に対して接合されていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記弾性構造部を前記台座に接合する接合部材が、複数の前記弾性構造部のそれぞれに対応するように、複数箇所に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動装置。
前記弾性構造部は、前記枠状部に連続し且つ前記台座に接合されない非接合部と、前記非接合部に連続し且つ前記台座に接合される接合部と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動装置。