JP2004060785A

JP2004060785A - モータ用ダイナミックダンパ

Info

Publication number: JP2004060785A
Application number: JP2002220705A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Uekusa; 植草　裕之
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】生産性を向上させると共に、特性変更の容易なモータ用ダイナミックダンパ１の構造を提供する。
【解決手段】モータ３の回転軸３１に取り付けられるボス１１の外周面１１ａと、その外周側に同心的に配置された環状の質量体１２の内周面１２ａとの間に、ゴム状弾性材料からなる環状弾性体１３が圧入され、ボス１１の外周面１１ａに円周方向へ連続した凹部１１ｂが形成されると共に、質量体１２の内周面１２ａに、凹部１１ｂと対応して円周方向へ連続した凸部１２ｂが形成される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防音及び防振技術に係るものであり、モータ、特にステッピングモータから発生する振動を防止するためのモータ用ダイナミックダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ、複写機などの紙送り用や、プリンタの印字ヘッド及び紙送りのサーボ駆動用としては、ステッピングモータが使用されるが、このステッピングモータは、駆動時に振動を発生し、これが機体に伝達されて、騒音の原因となっていることから、その回転軸には、振動低減のためにダイナミックダンパが装着される。
【０００３】
図４は、従来の技術によるモータ用ダイナミックダンパを、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。すなわち従来のモータ用ダイナミックダンパは、図４に示されるように、ステッピングモータ等の回転軸に外挿固定されるボス１１０１と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体１０２と、これらボス１１０１及び質量体１０２の双方に一体的に加硫接着されたゴム状弾性材料からなる環状の弾性体１０３とを備え、回転軸の所定周波数の振動がボス１１０１から入力された時に、弾性体１０３と質量体１０２からなるばね−質量系（副振動系）が共振し、その共振による振動変位が、入力振動と逆位相の振動波形で生じることによって、動的吸振効果を発揮するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のモータ用ダイナミックダンパによれば、ボス１１０１及び質量体１０２と弾性体１０３を加硫接着しているため、成形の際にボス１１０１及び質量体１０２を金型にセットする必要があり、したがって、一回の成形工程で得られる個数が少なく、生産性が低かった。しかも、一つの金型で一度に複数個の成形（多数個取り）をし、かつ金型内での未加硫ゴムのゴム廻りを考慮したり、バリの形成を抑えるために、部品寸法の公差を厳しくする必要があった。
【０００５】
また、多数個取りにおいて、特性変更のためにダイナミックダンパのサイズを変更する場合、金型の大きさの変更も必要になり、その都度、大きさの異なる金型を製作することもコストアップの原因となっていた。これに対し、ダイナミックダンパのサイズを変更せずに特性を変更する場合は、新たな金型製作は不要になるが、弾性体１０３のゴム材質（硬度）の変更でしか特性変更ができないため、変更の自由度が小さくなる問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、生産性を向上させると共に、特性変更の容易なモータ用ダイナミックダンパの構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
従来の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るモータ用ダイナミックダンパは、モータの回転軸に取り付けられるボスの外周面と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体の内周面との間に、ゴム状弾性材料からなる環状弾性体が圧入され、前記ボスの外周面と前記質量体の内周面のうち一方に凸部が形成され、他方に前記凸部と対応する凹部が形成されたものである。
【０００８】
請求項２の発明に係るモータ用ダイナミックダンパは、請求項１に記載の構成において、ボス及び質量体の表面がゴム−金属カップリング剤層で被覆されたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るモータ用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図、図２は同じく分離状態の断面図である。まず図１において、参照符号１は、本形態のモータ用ダイナミックダンパ、２は複写機等の機体のフレーム、３はフレーム２に複数のネジ等により取り付けられたステッピングモータ、４はこのステッピングモータ３の回転軸３１のうち、フレーム２に開設された軸孔２ａを貫通した一端３１ａに設けられたギヤである。
【００１０】
本形態のモータ用ダイナミックダンパ１は、ステッピングモータ３の回転軸３１におけるギヤ４と反対側の端部３１ｂに外挿固定されるボス１１と、その外周側に同心的に配置された質量体１２との間を、弾性体１３を介して弾性的に連結した構造を有する。
【００１１】
ボス１１は金属からなるものであって、内径がステッピングモータ３の回転軸３１の軸端外径と対応する円筒状に形成されている。また、質量体１２も金属からなるものであって、動的吸振効果を得るための所要の質量を有し、内径がボス１１の外径よりも適宜大径の環状に形成されている。ボス１１の外周面１１ａにおける軸方向中間部には、円周方向に連続した凹部１１ｂが形成され、質量体１２の内周面１２ａには、ボス１１の凹部１１ｂと対応する凸部１２ｂが円周方向に連続して形成されている。
【００１２】
弾性体１３は、ゴム状弾性材料で環状に成形されたものであって、ボス１１の外周面１１ａと質量体１２の内周面１２ａとの間に圧入嵌着されたものである。この弾性体１３は、ボス１１の外周面１１ａに形成された凹部１１ｂと、質量体１２の内周面１２ａに形成された凸部１２ｂによって、軸方向中間部が内周側へ蛇行した断面形状をなすと共に、ボス１１と質量体１２の間で径方向へ適宜圧縮された状態にある。
【００１３】
互いに圧接している弾性体１３とボス１１の外周面１１ａ及び質量体１２の内周面１２ａとの界面には、シラン系カップリング剤層（不図示）が介在している。このシラン系カップリング剤層は、ゴム材料と金属との圧接面における摩擦力の増大に優れた効果を発揮するものである。また、このシラン系カップリング剤層は、弾性体１３との圧接面を含むボス１１及び質量体１２の表面全体を覆うように被着されている。
【００１４】
弾性体１３と質量体１２は、動的吸振効果を発揮するばね−質量系（副振動系）を構成している。すなわち、弾性体１３は、回転軸３１の駆動に伴う振動がボス１１を介して入力されることによって、相対変位されるボス１１と質量体１２との間で変形を受けて、前記ばね−質量系におけるばね機能を奏するものであり、質量体１２は、前記ばね−質量系における質量部となるものである。そしてこのばね−質量系の共振周波数は、弾性体１３の捩り方向剪断ばね定数と、質量体１２の慣性質量とによって、回転軸３１における捩り振動の振幅が最大となる周波数域に設定されている。
【００１５】
上述の構成を備えるモータ用ダイナミックダンパ１の製造においては、弾性体１３はボス１１及び質量体１２とは別部品として加硫成形されるので、金型自体を大きくしなくても、一回の成形工程で成形可能な弾性体１３の数を大幅に増やすことができる。しかも、成形と同時にボス１１及び質量体１２に加硫接着する場合のように、金型内でのゴム廻りを考慮する必要がないので、部品の公差を拡大することができる。
【００１６】
また、このダイナミックダンパ１は、弾性体１３のゴム材質（硬度）だけでなく、質量体１２の外径寸法等による慣性質量の変更によっても特性（共振周波数）の変更が可能となるため、変更の自由度を大きくして、ステッピングモータ３の仕様変更等に伴う特性変更の要求に、容易に対応することができる。
【００１７】
モータ用ダイナミックダンパ１の組立は、まず、鋳造及び切削等によって製作したボス１１及び質量体１２を、エタノール水溶液などで希釈したシラン系カップリング剤を貯留した液槽中で浸漬して引き上げ、十分に乾燥させてから、図２に示されるように、環状に加硫成形した弾性体１３を、ボス１１の外周面１１ａと質量体１２の内周面１２ａとの間に圧入することによって行われる。
【００１８】
本形態のモータ用ダイナミックダンパ１は、図１に示される装着状態において、ステッピングモータ３の振動を低減するものである。すなわち、ステッピングモータ３の回転軸３１の駆動に伴って生じる捩り振動が、ダイナミックダンパ１に、ボス１１を介して入力されると、その振幅が最大となる周波数域では、弾性体１３と質量体１２によって構成されるばね−質量系が共振する。そして、その共振による振動波形は入力振動による振動波形と逆位相となり、入力振動によるトルクを相殺する方向に生じるので、回転軸３１の振幅のピークを有効に低減する動的吸振効果を発揮する。このため、ステッピングモータ３から機体のフレーム２へ伝達される振動が低減され、騒音の発生を抑制することができる。
【００１９】
また、ボス１１及び質量体１２と弾性体１３は非接着であるが、その互いの嵌着面には、シラン系カップリング剤層（不図示）が介在していることによって、この嵌着面におけるスベリトルクが著しく高いものとなっている。このため、回転軸３１の起動による初期トルクや、弾性体１３及び質量体１２からなるばね−質量系の動的吸振動作等による大トルク入力時に、ボス１１又は質量体１２と弾性体１３の嵌合面間で円周方向の滑りが発生するのを有効に防止することができる。したがって、質量体１２と弾性体１３の相対的な滑りによって動的吸振効果が損なわれることがない。
【００２０】
ボス１１の外周面１１ａに形成された凹部１１ｂと、質量体１２の内周面１２ａに形成された凸部１２ｂは、弾性体１３を、その軸方向中間部が内周側へ蛇行した断面形状として、軸方向への抜け止めを図っているものであるが、凸部１２ｂは、質量体１２の径方向の寸法は同一でも、その慣性質量を増大させる作用を有する。また、ボス１１及び質量体１２の表面を被覆しているシラン系カップリング剤層は、このボス１１及び質量体１２に対して、ある程度の防錆効果を有する。
【００２１】
次に図３は、本発明に係るモータ用ダイナミックダンパ１の好ましい他の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。この形態においては、図１とは逆に、ボス１１の外周面１１ａにおける軸方向中間部に、円周方向に連続した凸部１１ｃが形成され、質量体１２の内周面１２ａに、ボス１１の凸部１１ｃと対応する凹部１２ｃが円周方向に連続して形成されており、その他の部分は、図１に示される形態と同様である。
【００２２】
したがって、図３の形態によるダイナミックダンパ１も、図１と同様に、ステッピングモータ３の回転軸３１の軸端に装着されて、その質量体１２と弾性体１３からなるばね−質量系の共振による動的吸振作用によって、回転軸３１の捩り振動、ひいてはフレーム２への伝達振動による騒音を低減するものである。
【００２３】
また、ボス１１の外周面１１ａに形成された凸部１１ｃと、質量体１２の内周面１２ａに形成された凹部１２ｃは、弾性体１３を、その軸方向中間部が外周側へ蛇行した断面形状として、軸方向への抜け止めを図っているものであるが、凹部１２ｃは、質量体１２の径方向の寸法は同一でも、その慣性質量を減少させる作用を有する。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るモータ用ダイナミックダンパによれば、弾性体がボスと質量体の間に圧入されるものであるため、弾性体の成形において多数個取りが容易になり、しかも、部品の公差を拡大することができるので、生産性を向上してコストの引き下げを図ることができる。また、特性変更の自由度が大きくなるため、機器の仕様変更等に伴う特性変更の要求に、容易に対応することができる。
【００２５】
請求項２の発明に係るモータ用ダイナミックダンパによれば、請求項１による効果に加えて、ボス及び質量体の表面がゴム−金属カップリング剤層で被覆されたことによって、ボス及び質量体と弾性体との嵌合面のスリップトルクを向上できるばかりでなく、ボス及び質量体の防錆を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るモータ用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す装着状態の断面図である。
【図２】本発明に係るモータ用ダイナミックダンパの好ましい実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す分離状態の断面図である。
【図３】本発明に係るモータ用ダイナミックダンパの好ましい他の実施の形態を、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【図４】従来の技術によるモータ用ダイナミックダンパを、その軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
１　モータ用ダイナミックダンパ
１１　ボス
１１ａ　外周面
１１ｂ　凹部
１１ｃ　凸部
１２　質量体
１２ａ　内周面
１２ｂ　凸部
１２ｃ　凹部
１３　環状弾性体
２　フレーム
３　ステッピングモータ
３１　回転軸
４　ギヤ

Claims

モータ（３）の回転軸（３１）に取り付けられるボス（１１）の外周面（１１ａ）と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体（１２）の内周面（１２ａ）との間に、ゴム状弾性材料からなる環状弾性体（１３）が圧入され、前記ボス（１１）の外周面（１１ａ）と前記質量体（１２）の内周面（１２ａ）のうち一方に凸部（１２ｂ，１１ｃ）が形成され、他方に前記凸部（１２ｂ，１１ｃ）と対応する凹部（１１ｂ，１２ｃ）が形成されたことを特徴とするモータ用ダイナミックダンパ。
ボス（１１）及び質量体（１２）の表面がゴム−金属カップリング剤層で被覆されたことを特徴とする請求項１に記載のモータ用ダイナミックダンパ。