旋转驱动装置的制作方法

本实用新型涉及旋转驱动装置。

背景技术：

以往，在头戴式显示器(HMD)等中所使用的、用于进行位置识别的扫描装置的内部搭载有：光源；旋转体，其用于通过反射镜对从光源射出的光进行反射并且射出到周围而照射到对象物；以及马达，其以能够旋转的方式支承旋转体。关于这样对从光源射出的光进行反射并且射出到周围的装置，例如记载在日本公开公报第2010-277789号公报中。

在日本公开公报第2010-277789号公报的构造中设置有送风风扇，该送风风扇用于抑制因LED光源的周围成为高温而导致的LED基板上的部件的热损失。安装有该送风风扇的板借助驱动机构而旋转，送风风扇的叶片所取入的风被吹送到LED光源，由此冷却LED光源和周围。但是，由于板通过驱动机构的马达，借助小齿轮旋转，因此转速变小。由此，有可能导致冷却效果变低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供如下的装置：能够增大用于冷却光源和光源的周围的风扇的转速，提高冷却效果。

在本申请的例示的一个实施方式中，提供一种旋转驱动装置，其使对从光源入射的入射光进行反射的反射镜旋转，该旋转驱动装置具有：马达，其具有以上下延伸的中心轴线为中心旋转的旋转部；飞轮，其具有反射镜，该飞轮被旋转部保持为能够旋转；以及叶轮，其直接或者间接地固定于旋转部。叶轮具有：筒状的叶片支承部，其沿着中心轴线配置；以及多个叶片，其在叶片支承部的外周面上沿周向配置。叶片支承部具有沿轴向贯穿叶片支承部的叶片贯穿孔。多个叶片位于光源与马达之间，叶片贯穿孔是入射光的行进光路。

根据本申请的例示的实用新型，通过将叶轮配置在光源与马达之间，利用马达的旋转而以较大的转速使风扇旋转，从而能够高效率地冷却光源和光源的周围。由此，能够防止旋转驱动装置内部的温度上升，抑制旋转驱动装置内部的部件的劣化。

参照附图并通过以下对优选实施方式的详细的说明，本实用新型的上述以及其他的要素、特征、步骤、特点和优点将会变得更加清楚。

附图说明

图1是第1实施方式的旋转驱动装置的立体图。

图2是第1实施方式的旋转驱动装置的纵剖视图。

图3是变形例的旋转驱动装置的纵剖视图。

图4是变形例的旋转驱动装置的纵剖视图。

图5是变形例的旋转驱动装置的纵剖视图。

图6是变形例的旋转驱动装置的纵剖视图。

图7是变形例的旋转驱动装置的纵剖视图。

图8是变形例的旋转驱动装置的立体图。

具体实施方式

以下，关于本实用新型的例示的一个实施方式，参照附图进行说明。另外，在本申请中，将与后述的马达的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与马达的中心轴线垂直的方向称为“径向”，将沿着以马达的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。并且，在本申请中，将轴向设为上下方向，相对于马达将光源侧设为上，而对各部分的形状和位置关系进行说明。但是，并不是通过该上下方向的定义来限定本实用新型的旋转驱动装置的使用时的朝向。

并且，在本申请中“平行的方向”还包含大致平行的方向。并且，在本申请中“垂直的方向”还包含大致垂直的方向。

＜1.第1实施方式＞

＜1-1.旋转驱动装置的结构＞

图1是第1实施方式的旋转驱动装置1的立体图。图2是第1实施方式的旋转驱动装置1的纵剖视图。旋转驱动装置1是如下的装置：一边使后述的反射镜61旋转一边使在反射镜61中反射出的反射光62经由透镜而射出到旋转驱动装置1的外部，该后述的反射镜61的至少一部分位于中心轴线9上，对从光源6入射的入射光60进行反射。另外，本实施方式的光源6和搭载光源6的框架7被设置于旋转驱动装置1的内部。

如图1和图2所示，旋转驱动装置1包含马达10、飞轮80、叶轮4以及框架7。

＜1-2.马达的结构＞

首先，关于马达10的结构进行说明。

马达10具有：具有定子的静止部2；以及具有磁铁的旋转部3。静止部2相对于配置有旋转驱动装置1的壳体等相对地静止。并且，静止部2被配置在后述的框架7的下面板73的上表面而被固定。旋转部3相对于静止部2以上下延伸的中心轴线9为中心借助轴承部(省略图示)被支承为能够旋转。

若向被包含在静止部2中的线圈提供驱动电流，则作为线圈的磁芯的多个齿中产生磁通。并且，由于齿与被包含在旋转部3中的磁铁之间的磁通的作用而在静止部2与旋转部3之间产生周向的转矩。其结果为，旋转部3相对于静止部2以中心轴线9为中心旋转。由此，被旋转部3保持为能够旋转的飞轮80、以及直接或间接地固定于旋转部的叶轮4与旋转部3一同以中心轴线9为中心旋转。

另外，轴承部(省略图示)例如使用如下的流体动压轴承：使静止部2与旋转部3隔着润滑油所在的间隙而对置，在润滑油中引起流体动压。另外，轴承部(省略图示)也可以使用滚动轴承等其他结构的轴承。

＜1-3.飞轮的结构＞

接着，对飞轮80的结构进行说明。

如图1和图2所示，飞轮80被马达10的旋转部3的上端部支承，与旋转部3一同以中心轴线9为中心旋转。飞轮80例如通过卡合、或者使用粘接剂等而被固定在旋转部3的上表面。飞轮80具有筒状部801、反射镜61以及中空部802。中空部802是设置在飞轮80的内部的空洞。飞轮80的材料例如使用树脂。

筒状部801是沿着中心轴线9延伸的圆筒状的部件。在筒状部801的一部分中设置有贯穿孔800，该贯穿孔800沿后述的第1径向D1贯穿筒状部801。透镜被嵌入在贯穿孔800中而被固定。

另外，飞轮80的上表面在中心轴线9上和中心轴线9的周围具有沿轴向贯穿该上表面的至少一部分或者全部的贯穿孔810。在贯穿孔810的径向内侧插入有包含后述的叶轮4的叶片支承部41的下端部在内的一部分，被固定于构成飞轮80的树脂部件。

反射镜61的至少一部分位于中心轴线9上。反射镜61被固定于构成飞轮80的树脂部件。并且，反射镜61相对于轴向和后述的第1径向D1倾斜45°。反射镜61使用例如全反射镜。

从光源6射出的入射光60从比飞轮80的上表面靠上方的位置入射，穿过贯穿孔810而在筒状部801的径向内侧的中空部802中沿着中心轴线9向下方前进。而且，入射光60在反射镜61上被反射，然后在中空部802中沿第1径向D1前进，经由嵌入在筒状部801的贯穿孔800中的透镜而射出到旋转驱动装置1的外部。

飞轮80的反射镜61与马达10的旋转部3一同以中心轴线9为中心旋转，并且对来自光源6的入射光60进行反射而将反射光62射出到外部。由此，能够向宽范围照射光。另外，飞轮80的外周面的反射率比反射镜61的表面的反射率低。由此，能够抑制来自光源6的入射光60漫反射。

另外，旋转驱动装置1例如如后述的变形例所示在马达10的下方还可以具有其他的飞轮(省略图示)：该其他的飞轮与向外部沿第1径向D1射出反射光62的飞轮80不同地向外部沿与第1径向D1不同的第2径向射出反射光。在该情况下，反射镜61使用透过率和反射率大致相等的半反射镜，能够使入射到反射镜61的入射光60的一半沿第1径向D1反射而射出，使入射光60的剩余的一半透过反射镜61然后向下方前进，在下方的飞轮的反射镜(省略图示)上反射而沿第2径向射出。如果沿第1径向D1和第2径向这2个方向射出光，则在马达10旋转时，产生该2个方向的射出光到达照射对象物为止的时间差，从而能够高精度地进行空间内的照射对象物的立体的位置识别。另外，该其他的飞轮可以设置在包含飞轮80在内的旋转驱动装置1中，也可以设置在其他的旋转驱动装置(省略图示)中。

＜1-4.叶轮和框架的结构＞

接着，关于叶轮4和框架7的结构进行说明。

叶轮4具有叶片支承部41和多个叶片42。叶片支承部41是沿着中心轴线9配置的筒状的部位。多个叶片42在叶片支承部41的外周面上沿周向配置。

包含叶片支承部41和多个叶片42在内的叶轮4位于马达10与光源6之间。并且，如图2所示，包含叶片支承部41的下端部在内的至少一部分被插入于飞轮80的上表面的贯穿孔810的径向内侧，并被固定于飞轮80。叶片支承部41相对于飞轮80的固定方法例如使用压入、粘接或者焊接。由此，叶轮4借助飞轮80被马达10的旋转部3支承，与旋转部3一同以中心轴线9为中心旋转。即，叶轮4以与马达10的旋转部3相同的转速旋转。这样，通过利用马达10的旋转而使叶轮4旋转，能够增大叶轮4的转速。因此，能够高效率地冷却光源6和光源6的周围。由此，能够防止旋转驱动装置1内部的温度上升，抑制旋转驱动装置1内部的部件的劣化。

并且，叶轮4位于被马达10的上部支承的飞轮80与光源6之间。而且，飞轮80与光源6之间的轴向距离比多个叶片42的轴向长度长。而且，多个叶片42与光源6之间的轴向距离比多个叶片42与飞轮80之间的轴向距离短。因此，通过使叶轮4与光源6之间的距离变得更近，能够高效率地冷却光源6和光源6的周围。

而且，叶片支承部41具有沿轴向贯穿叶片支承部41的叶片贯穿孔40。光源6的至少一部分在多个叶片42的上方位于叶片贯穿孔40的径向内侧。由此，能够抑制因多个叶片42的旋转而产生的气流直接碰到光源6，抑制因灰尘积存等而导致的光源6的劣化。

如上所述，包含叶片支承部41的下端部在内的至少一部分被插入于飞轮80的上表面的贯穿孔810的径向内侧。叶片贯穿孔40是入射光60的行进光路。即，从光源6射出的入射光60从比多个叶片42靠上方的位置沿着中心轴线9向下方前进，穿过叶片贯穿孔40的径向内侧，然后在飞轮80的径向内侧的中空部802中向下方前进，在反射镜61上被反射。

框架7被固定于配置有旋转驱动装置1的壳体等。框架7具有侧壁部71、上面板72以及下面板73。

侧壁部71是沿着中心轴线9延伸的筒状的部件。侧壁部71将上面板72的外缘部和下面板73的外缘部部分地连接，将马达10、飞轮80以及叶轮4的至少一部分收纳在径向内侧。特别是，将马达10、飞轮80以及叶轮4中的位于下端的部件(在本实施方式中为马达10的下部)完全地收纳在径向内侧，并牢靠地保持。

另外，框架7的侧壁部71具有开口部70。飞轮80的外周面的至少一部分经由开口部70而露出到外部。特别是在飞轮80的外周部的贯穿孔800中保持供反射光62穿过的透镜(省略图示)。若飞轮80旋转，则透镜与框架7的开口部70周期性地对置。由此，能够使反射光62射出到比框架7更靠外侧的位置。

上面板72是从侧壁部71的上端向径向内侧延伸的部件。光源6在上面板72的下表面的中心轴线9上例如通过粘接剂固定。包含光源6的上端在内的至少一部分被完全地收纳在框架7的侧壁部71的径向内侧。由此，牢靠地保持光源6。

并且，下面板73是从侧壁部71的下端向径向内侧延伸的部件。马达10的静止部2被配置在下面板73的上表面而被固定。

如图2所示，在框架7中，与开口部70不同地具有第1缝701和第2缝702。第1缝701贯穿框架7的至少一部分，以气体(空气等)能够出入的方式将框架7的外部和框架7的内部连接。第2缝702在比第1缝701靠轴向下侧的位置处贯穿框架7的至少一部分，以气体能够出入的方式将框架7的外部和框架7的内部连接。由此，能够使气体在框架7的内部高效地循环。另外，在本实施方式中，第1缝701和第2缝702在框架7的侧壁部71被设置在沿径向贯穿侧壁部71的方向上。并且，第2缝702的轴向位置优选与叶轮4的多个叶片42的轴向位置重叠。由此，如后所述，在叶轮4与侧壁部71之间的风洞700中沿周向流动的气体穿过第2缝702而高效地排出到外部。但是，第1缝701和第2缝702的位置不限于此。例如，第1缝701和第2缝702的一方或者双方也可以在框架7的上面板72上设置在沿轴向贯穿上面板72的方向。

接着，关于框架7内的气体的流动进行说明。如上所述，框架7的侧壁部71在叶轮4附近的外侧，在周向上的一部分具有第1缝701和第2缝702。在本实施方式中，第1缝701成为进气口，第2缝702成为排气口。并且，通过第1缝701、第2缝702以及叶轮4而形成离心型的风扇结构。另外，第2缝702的轴向长度或者开口面积优选比第1缝701的轴向长度或者开口面积大。由此，同样地在风洞700中沿周向流动的气体穿过第2缝702而高效地排出到外部。并且，第1缝701的至少一部分优选位于比叶轮4靠上方的位置处。

若使旋转驱动装置1驱动，则叶轮4与马达10的旋转部3一同旋转。于是，气体(空气等)从作为进气口的第1缝701沿径向被取入到框架7的内部。这样，从叶轮4的上方被取入到框架7的内部的气体接受基于叶轮4的离心力，在叶轮4与侧壁部71之间的风洞700中沿周向流动。并且，气体穿过作为排气口的第2缝702而被排出到框架7的外部。

另外，从位于光源6附近的第1缝701取入气体，从位于远离光源6的位置处的第2缝702将气体排出到外部，对于光源6和光源6的周围的热，能够由从第1缝701取入的气体来吸收并使其移动到较远的位置而去除。由此，能够高效率地冷却光源6和光源6的周围。其结果为，能够防止旋转驱动装置1内部的温度上升，抑制旋转驱动装置1内部的部件的劣化。

另外，进气口和排气口也可以相反。即，也可以通过作为进气口的第2缝702、作为排气口的第1缝701以及叶轮4而形成离心型的风扇结构。在该情况下，叶轮4的形状上下相反地配置。并且，气体从作为进气口的第2缝702沿径向被取入到框架7的内部，接受由叶轮4产生的离心力，在叶轮4与侧壁部71之间的风洞700中沿周向流动，穿过作为排气口的第1缝701而被排出到框架7的外部。光源6的至少一部分位于叶轮4的上方，能够通过使从第2缝702取入的气体碰到光源6和光源6的周围而高效率地冷却。其结果为，能够防止旋转驱动装置1内部的温度上升，抑制旋转驱动装置1内部的部件的劣化。

＜2.变形例＞

以上，对本实用新型的例示的实施方式进行了说明，但本实用新型不限于上述的实施方式。

图3是一变形例的旋转驱动装置1B的纵剖视图。在图3的例中，框架7B除了贯穿侧壁部71B的第1缝701B和第2缝702B之外，还具有第3缝703B。第3缝703B在轴向上贯穿上面板72B，以气体能够出入的方式连接框架7B的外部和框架7B的内部。在通过第1缝701B、第2缝702B以及叶轮4B而形成的离心型风扇结构中，还通过第3缝703B实现进气口或者排气口的作用，由此能够在叶轮4B与马达10B的旋转部3B一同旋转时，使气体更有效地循环。

图4是其他变形例的旋转驱动装置1C的纵剖视图。在图4的例中，在框架7C的外壁(在本变形例中为上面板72C的上表面)的至少一部分上装配有金属板74C。金属板74C的至少一部分位于比光源6C靠上侧的位置处。这样，通过在光源6C附近的框架7C的外壁上安装具有较高的热传导性的金属板74C，使金属板74C作为散热器发挥功能。即，能够通过金属板74C与外部气体的温度置换而将从光源6C传递给周围的框架7C的热效率良好地放出到旋转驱动装置1C的外部。

另外，也可以取代在框架7C的外壁上安装金属板74C，或者在此基础上，使光源6C附近的框架7C的至少一部分由金属制的部件构成。通过将框架7C的一部分由金属制成，使该部分作为散热器发挥功能。即，能够通过框架7C与外部的气体的温度置换而将从光源6C传递到周围的框架7C的热量效率良好地放出到旋转驱动装置1C的外部。

图5是其他变形例的旋转驱动装置1D的纵剖视图。在图5的例中，在框架7D的上面板72D的下表面的至少一部分上安装有散热器部75D。散热器部75D是位于光源6D的径向外侧且叶轮4D的上方的位置处，并由具有较高的热传导性的多个翅片形成的圆环状的部件。这样，通过使具有较高的热传导性且与框架7D内部的气体接触的表面积较大的散热器部75D位于上面板72D的下表面上，能够将从光源6D传递到周围的框架7D的热有效地传递给框架7D内部的气体。由此，通过由叶轮4D、第1缝701D以及第2缝702D形成的离心型的风扇结构，能够使热量与气体一同更有效地排出到外部。

另外，优选在散热器部75D中，在光源6D的周围具有沿轴向贯穿散热器部75D的中空部750D。并且，优选光源6D的至少一部分位于中空部750D的径向内侧。这样，能够抑制因叶轮4D的旋转而产生的气流直接碰到光源6D，抑制因灰尘积存等导致的光源6D的劣化。

图6是其他变形例的旋转驱动装置1E的纵剖视图。在图6的例中，通过形成在框架7E的侧壁部71E上的开口部70E、形成在上面板72E上的第1缝701E以及叶轮4E而形成了轴流型的风扇结构。另外，开口部70E与第1实施方式的开口部70同样地形成，飞轮80E的外周面的至少一部分在开口部70E处露出到外部。并且，第1缝701E在框架7E的上面板72E上沿轴向贯穿上面板72E。

叶轮4E与第1实施方式的叶轮4同样地借助飞轮80E而被马达10E的旋转部3E支承。叶轮4E的多个叶片42E在叶片支承部41E的周围沿周向大致等间隔地排列。另外，叶片的数量没有特别限制。在本变形例中，开口部70E为进气口，第1缝701E为排气口。

叶轮4E与马达10E的旋转部3E一同旋转，因而气体从作为叶轮4E的下方的进气口的开口部70E被取入到框架7E的内部。并且，该气体在叶轮4E与侧壁部71E之间的风洞700E中朝向轴向上方流动，穿过作为排气口的第1缝701E而排出到框架7E的外部。如图6所示，光源6E的至少一部分位于叶轮4E的上方，通过使从叶轮4E的下方取入的气体向上碰到光源6E和光源6E的周围而能够高效率地冷却。其结果为，能够防止旋转驱动装置1E内部的温度上升，抑制旋转驱动装置1E内部的部件的劣化。

另外，进气口和排气口也可以是相反的。即，也可以通过作为进气口的第1缝701E、作为排气口的开口部70E以及叶轮4E而形成轴流型的风扇结构。在该情况下，叶轮4E的形状被配置成上下相反。而且，气体从光源6E附近的作为进气口的第1缝701E被取入到框架7E的内部。然后，在叶轮4E与侧壁部71E之间的风洞700E中朝向轴向下方流动，并穿过作为排气口的开口部70E而被排出到框架7E的外部。由此，从位于光源6E附近的第1缝701E取入气体，从位于远离光源6E的位置处的开口部70E将气体排出到外部，对于光源6E和光源6E周围的热，由从第1缝701E取入的气体吸收并移动到较远的位置而去除。由此，能够高效率地冷却光源6E和光源6E的周围。其结果为，能够防止旋转驱动装置1E内部的温度上升，抑制旋转驱动装置1E内部的部件的劣化。

而且，旋转驱动装置也可以具有多个风扇结构。并且，该多个风扇结构可以是彼此相同的结构，也可以是不同的结构。例如，第1实施方式的旋转驱动装置1具有：作为叶轮4的第1叶轮，其被马达10的旋转部3支承；以及多个第2叶片(省略图示)，它们在轴向上与第1叶轮不同的位置处沿周向配置，也可以具有被马达10的旋转部3支承的第2叶轮(省略图示)。即，也可以构成为第1叶轮具有离心型的风扇结构，第2叶轮具有轴流型的风扇结构。通过形成多个风扇结构，能够使框架7内部的气体更有效地循环。由此，能够更高效率地冷却光源6和光源6的周围。

图7是其他变形例的旋转驱动装置1F的纵剖视图。在图7的例中，飞轮80F位于比马达10F靠下方的位置处。马达10F的旋转部3F包含沿着中心轴线9F配置的、沿轴向延伸的圆筒状的轴31F。轴31F的上端部朝向叶轮4F延伸，与叶轮4F的叶片支承部41F成为一体。但是，轴31F与叶片支承部41F也可以是相互不同的部件。并且，轴31F具有沿轴向贯穿轴31F的轴贯穿孔310F。轴贯穿孔310F与沿轴向贯穿叶片支承部41F的叶片贯穿孔40F的下方连续地设置。另外，轴贯穿孔310F的径向上的尺寸与叶片贯穿孔40F的径向上的尺寸也可以彼此不同。

飞轮80F被马达10F的旋转部3F的下端部支承，与旋转部3一同以中心轴线9F为中心旋转。飞轮80F例如通过卡合、或者使用粘接剂等而被固定在旋转部3的下表面上。飞轮80F具有沿着中心轴线9F延伸的圆筒状的筒状部801F、反射镜61F以及中空部802F。另外，飞轮80F的上表面在中心轴线9F上和中心轴线9F的周围具有沿轴向贯穿该上表面的至少一部分或者全部的贯穿孔810F。

叶片贯穿孔40F和轴贯穿孔310F是入射光60F的行进光路。即，从光源6射出的入射光60F在叶片贯穿孔40F的径向内侧以及轴贯穿孔310F的径向内侧向下方前进，然后经由飞轮80F上表面的贯穿孔810F而在中空部802F中向下方前进，被反射镜61F反射。这样，在图7的结构中，由于叶轮4F与飞轮80F位于马达10F的上下，因此旋转驱动装置1F中的作为以中心轴线9F为中心旋转的部位的马达10F的旋转部3F、叶轮4F以及飞轮80F的重心处于接近作为驱动源的马达10F的重心的位置处。因此，在旋转时容易取得平衡，旋转姿势稳定。

图8是其他变形例的旋转驱动装置1G的立体图。如图8的例所示，光源6G也可以被设置于旋转驱动装置1G的外部。并且，光源6G的至少一部分位于中心轴线9G上。而且，在框架7G的上面板72G上，在中心轴线9G的周围设置有沿轴向贯穿上面板72G的贯穿孔720G。从光源6G射出的入射光60G从比框架7G靠上方的位置沿着中心轴线9G向下方前进，穿过贯穿孔720G的径向内侧，穿过叶轮4G的叶片贯穿孔40G的径向内侧，然后在飞轮80G的反射镜(省略图示)上被反射，射出反射光62G。

另外，设置于框架的缝的位置也可以与上述的实施方式所示的位置不同。并且，框架内部的气体的流动也可以与上述的实施方式所示的流动不同。

并且，关于各部件的细节部分的形状，也可以与本申请的各图所示的形状不同。并且，也可以在不产生矛盾的范围内适当地组合上述的实施方式或变形例中出现的各要素。

本实用新型例如可以应用于旋转驱动装置。