JP2018096492A

JP2018096492A - 回転ダンパ

Info

Publication number: JP2018096492A
Application number: JP2016243349A
Authority: JP
Inventors: 惠右森下; Keisuke Morishita
Original assignee: Gritex Int Ltd; GRITEX INTERNATIONAL Ltd
Current assignee: Gritex Int Ltd; GRITEX INTERNATIONAL Ltd
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】ハブを介することなく、制振すべき回転軸に同心で装着されて使用される、構造が簡単であって、取り付け工程を簡単にすることの可能な回転ダンパを実現する。
【解決手段】回転ダンパ１は、中心に軸孔１１を有する環状ゴム２と、環状ゴム２の外側に同心で嵌着された金属板の環状質量体３と、から成り、制振すべきモータ軸８に同心で装着されて使用されるものであって、環状ゴム２の軸孔１１にモータ軸８が圧入され、環状ゴム２の軸孔１１の内面に直にモータ軸８が圧接された状態で、環状ゴム２がモータ軸８に装着され、環状ゴム２の外周面に環状溝６が形成されており、環状質量体３の中心に円形孔１２が形成されており、環状質量体３の円形孔１２が環状ゴム２の環状溝６に嵌め込まれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転ダンパに関するものであり、特にスッテッピングモータの制振等に最適な回転ダンパに関する。

従来、回転軸のねじり振動、トルク変動等を防止、軽減する制振のための回転ダンパ（トーショナルダンパ、トルクダンパ等とも呼ばれている）にはいろいろな構成がある。その一例として、回転軸の回りに環状ゴムを介して環状質量体を設けた構成が知られている（特許文献１〜４参照）。

実公昭２９−２００８号公報特開２００４−２２５８２９号公報実開昭６１−５９９４３号公報特開２００４−２３９３６３号公報

しかしながら、従来の回転軸の回りに環状ゴムを介して環状質量体を設けて成る回転ダンパは、環状ゴムを環状ハブ等を介して回転軸に取り付ける構成である。

そのために、部品としては環状ハブ等が必要となり、工程としては、環状ゴムを環状質量体と環状ハブに接着成型する工程と、環状ハブを回転軸に取り付ける部品、工程が必要である。その結果、回転ダンパの構造、回転軸への取り付け工程が複雑となり、部品点数も多くなるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決することを目的とし、構造及び回転軸への取り付け工程を簡単にし、部品点数も少なくする回転ダンパを実現することを課題とする。

本発明は上記課題を解決するために、中心に軸孔を有する環状ゴムと、該環状ゴムの外側に同心で嵌着された環状質量体と、から成り、制振すべき回転軸に同心で装着されて使用される回転ダンパであって、環状ゴムは、その軸孔に回転軸が圧入され、環状ゴムの内面が直に回転軸を圧接した状態で回転軸に装着される構成であることを特徴とする回転ダンパを提供する。

環状ゴムの外周面に環状溝が形成されており、環状質量体の中心に円形孔が形成されており、環状質量体の円形孔が環状ゴムの環状溝に嵌め込まれている構成であることが好ましい。

環状ゴムは、環状溝の形成された部分より軸方向の先端側に向けて円錐裁頭状に形成されている構成であることが好ましい。

環状質量体は、金属板で形成されている構成であることが好ましい。

本発明によると、回転ダンパの構造は簡単となり、またその組み立て及びモータ軸への取り付け工程は、簡単となるので、部品点数、製造工程、製造コストを低減することができる。

しかも、モータ軸を回転ダンパの環状ゴムの軸孔に圧入することで、回転ダンパをモータ軸に装着し、ボルト等の固定具や接着剤等を用いることがないので、回転ダンパの取り替えも簡単となり、保守、点検もし易くなる。

本発明に係る回転ダンパと、回転ダンパをモータ軸に取り付けた状態を示す図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は斜視図である。

本発明に係る回転ダンパを実施するための形態を実施例に基づき図面を参照して、以下説明する。

本発明に係る回転ダンパの実施例を図１を参照して、以下説明する。この実施例の回転ダンパ１は、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、環状ゴム２と、環状ゴム２の外周に嵌合された環状質量体３と、から成る。

環状ゴム２は、その外周面に環状溝６が形成されており、環状溝６よりも先端側には円錐裁頭部７が形成されている。環状ゴム２の中心には、制振すべき回転軸に嵌め込むための軸孔１１が形成されている。なお、本発明では、制振すべき回転軸は、モータ５の出力軸であるモータ軸８として説明する。

この軸孔１１は、その外径はモータ軸８の外径より若干小さく形成されており、後記するように環状ゴム２をモータ軸８に嵌め込んで装着した状態で、環状ゴム２とモータ軸８が互いに直に圧接され、モータ軸８が回転する際に相互の滑りが生じないような構成とされている。

環状ゴム２における、軸孔１１と環状溝６の間の部分１３（ボス部という）には、環状金属板３の回転による回転慣性モーメントが負荷されるので、ボス部１３の径方向の肉厚が薄いと環状金属板３は脱落しやすく、ダンパは破損してしまう。

特に、本発明の回転ダンパ１は、ステッピングモータに有用であるが、正転及び逆転をするステッピングモータの場合は、ボス部１３に回転慣性モーメントが正逆で負荷され、破損が生じやすい。よって、このような点を考慮して、ボス部１３は、ある程度の肉厚が必要である。

環状質量体３は、回転ダンパ１の慣性用の質量体として機能するものであり、質量を有する金属、セラミック等の材料で形成されたドーナッツ状の部材であり、本実施例では、ドーナッツ状の環状金属板３（環状質量体３と同じ符号を付ける）を例にあげて説明する。

本実施例では環状金属板３は、その中心には、環状ゴム２の環状溝６に嵌め込むための円形孔１２が形成されている。この環状金属板３の円形孔１２は、その内径は、環状ゴム２の環状溝６の外径より若干小さく形成されている。

これによって、後記するように、環状金属板３を環状ゴム２に嵌め込んで嵌着した状態で、環状ゴム２及び環状金属板３が共に回転する際に、環状ゴム２と環状金属板３は、相互の滑りが生じないような構成とされている。

回転ダンパ１を組み立てる際には、環状金属板３の円形孔１２を環状ゴム２の先端側から嵌め入れ、環状金属板３を、円錐裁頭部７の円錐面に沿って基端側（図１（ａ）の左側）にずらし、環状ゴム２の弾力に抗しながら環状ゴム２の環状溝６内に嵌め入れる。

換言すると、環状ゴム２を、環状金属板３の円形孔１２内に環状ゴム２の弾力に抗して圧入し、環状溝６内に嵌め込むことで、環状金属板３が環状ゴム２の外側に装着された構成とする。装着された環状金属板３は、環状ゴム２の環状溝６内で環状ゴム２の弾力によって確実に嵌着され、環状ゴム２に対して回転方向にスリップすることなく、また抜け止めとして機能し、軸方向に抜けるようなことがない。

このようにして組み立てられた回転ダンパ１をモータ軸８に装着する際は、環状ゴム２の軸孔１１をモータ軸８の先端側から嵌め込み、環状ゴム２をモータ軸８の先端側からモータ側に向けて環状ゴム２の弾力に抗しながらずらしていき、図１（ａ）、（ｂ）に示すようにモータ軸８に装着する。

換言すると、モータ軸８を環状ゴム２の軸孔１１に弾力に抗して圧入することで、環状ゴム２をモータ軸８に装着した構成とする。モータ軸８は、環状ゴム２の軸孔１１内で環状ゴム２の弾力により締め付けられ直に圧接されているので、確実に装着される。従って、モータ回転時において環状ゴム２は、モータ軸８に対して回転方向にスリップすることなく、また軸方向に抜けるようなことがない。

なお、まず、環状ゴム２をモータ軸８に装着してから、次に環状金属板３を環状ゴム２の外側に嵌着するようにして、回転ダンパ１のモータ軸８への装着と回転ダンパ１の組み立てを行ってもよい。

（作用）
以上の構成から成る回転ダンパ１の作用を説明する。モータ５が回転すると、モータ軸８と共に回転ダンパ１も回転し、環状金属板３は慣性用の環状ゴム２を介して質量体として作用し、モータ軸８に生じるねじり振動、トルク変動等が吸収され、回転が平準化され、滑らかな回転となる。

本発明に係る回転ダンパ１の特徴的構成は、回転ダンパ１の環状ゴム２をハブ等を介することなく、モータ軸８に弾力で直に圧接するように装着した構成である。従来は、回転ダンパ１の環状ゴム２はハブ等を介して回転軸に装着する構成が常識となっていた。しかしながら、本発明は、このような常識を打ち破ったものである。

本発明者は、ハブ等を設けずに、回転ダンパ１の環状ゴム２を直接、モータ軸８に装着する構成としても、回転ダンパとしての制振特性は低下することがないという知見を得た。

本発明に係る回転ダンパはこのような構成とすることで、回転ダンパ１の構造は最小限となる２個の部品で構成され、またその組み立て及びモータ軸８への取り付け工程は、簡単となるので、部品点数、製造工程、製造コストを低減することができる。

しかも、モータ軸８を回転ダンパ１の環状ゴム２の軸孔１１に圧入することで、回転ダンパ１をモータ軸８に装着し、ボルト等の固定具や接着剤等を用いることがないので、回転ダンパ１の取り替えも簡単となり、保守、点検等もし易くなる。

ところで、特にステッピングモータは、振動、騒音が発生しやすく、また、脱調を生じ、実用回転領域が狭い等の問題がある。そのような問題は、モータを利用する機器（例えば、プリンタ等）の品質の低下の一因となる。

本発明に係る回転ダンパ１は、慣性体である環状金属板３が回転時に持つ慣性モーメントにより定速で回転しようとするエネルギを利用し、パルス駆動によるモータ軸８の共振により発生する脈動を、中間に位置する環状ゴム２の制振能力によりモータ軸８を滑らかに回転させるものである。

従って、ステッピングモータのモータ軸に、本発明に係る回転ダンパ１を装着すると、振動及び騒音を低減することができ、実用回転領域も広がり、脱調も抑制可能となり、本発明の効果が顕著に生じ、モータを利用する機器の品質の改善となる。

なお、図１では、回転ダンパ１は、モータ５の筐体から突出したモータ軸８に装着した構成を示したが、図示はしないが、モータ５の筐体内でモータ軸に装着した内装型の構成としてもよい。

以上、本発明に係る回転ダンパを実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内でいろいろな実施例があることは言うまでもない。

本発明に係る回転ダンパは上記のような構成であるから、小型モータ、特にステッピングモータを利用する各種の分野に適用可能である。例えば、ＯＡ機器（例．プリンタ等）、ＦＡ機器（例．生産用ロボット等）、人型ロボット、光学機器等、ステッピングモータを利用した精密な位置決め動作、往復動作等が必要な精密機器の技術分野において特に有用である。

１回転ダンパ
２環状ゴム
３環状金属板（環状質量体）
５モータ
６環状ゴムの環状溝
７環状ゴムの円錐裁頭部
８モータ軸（制振されるべき回転軸）
１１環状ゴムの軸孔
１２環状金属板の円形孔
１３環状ゴムのボス部

Claims

中心に軸孔を有する環状ゴムと、該環状ゴムの外側に同心で嵌着された環状質量体と、から成り、制振すべき回転軸に同心で装着されて使用される回転ダンパであって、
環状ゴムは、その軸孔に回転軸が圧入され、環状ゴムの内面が直に回転軸を圧接した状態で回転軸に装着される構成であることを特徴とする回転ダンパ。
環状ゴムの外周面に環状溝が形成されており、環状質量体の中心に円形孔が形成されており、環状質量体の円形孔が環状ゴムの環状溝に嵌め込まれて、環状質量体は、環状ゴムの外側に嵌着された構成であることを特徴とする請求項１に記載の回転ダンパ。
環状ゴムは、環状溝の形成された部分より軸方向の先端側に向けて円錐裁頭状に形成されている構成であることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転ダンパ。
環状質量体は、金属板で形成されている構成であることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の回転ダンパ。
回転軸は、スッテッピングモータのモータ軸であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転ダンパ。