JP2533195B2 - 回転振動防止装置付きステッピングモ―タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばプリンタの用紙送り機構の駆動源と
して、或いは印字ヘッドを搭載したヘッドキャリアを移
動させる機構の駆動源として、または、その他事務機器
などに各種の駆動源として使用されるステッピングモー
タに係り、特に回転振動を防止する装置がロータに取付
けられたステッピングモータに関する。

［従来の技術］ ステッピングモータは、ステータの励磁相を入力パル
スにしたがって切換えることにより、１ステップ角度ず
つ回転されるものであり、入力パルスはステップ状に印
加される。そのために、入力パルスが印加されるごと
に、ロータ軸の角変位（ステップ角度）は第８図に示す
ように応答し、各ステップごとに第８図中Ａで示すよう
な大きいピーク部が形成される。したがって、これらの
ピーク部Ａの発生により、振動とそれに基づく騒音とが
引き起こされる。

そこで、このような弊害を回避するために、第６図お
よび第７図に示すように従来のステッピングモータａで
は、そのロータ軸ｂに回転振動防止装置ｃを取付けてい
る。

この装置ｃは、ロータ軸ｂの一端部にねじｄにより固
定されるボスｅと、このボスｅを囲んでその外側に同心
的に配置されたリング形の重りｆと、これらボスｅと重
りｆとを繋いで設けられたゴム製のリング状弾性体ｇと
から形成されている。重りｆはステッピングモータａの
ロータｈに対して慣性質量を与える。この回転振動防止
装置ｃのねじｄ以外の部分は、弾性体ｇの成形型に上記
ボスｅと重りｆとを予めセットした後に、この型内にゴ
ム材料を注入充填することによって、弾性体ｇの成形と
同時にこの弾性体ｇによりボスｅと重りｆとを連結して
得たものである。なお、第６図中ｉはロータ軸ｂの他端
部に取付けられた出力歯車である。

このような回転振動防止装置ｃにおいては、ロータ軸
ｂと、この軸ｂのラジアル方向に配置された重りｆとの
相互運動に対して、弾性体ｇの弾性変形に基づく抵抗が
働く。この抵抗により、ロータｈの回転速度変動に対す
る減衰力を得て、振動と騒音を軽減できる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記従来の回転振動防止装置ｃは、それを構
成するボスe,弾性体g,および重りｆが、夫々ロータ軸ｂ
のラジアル方向に沿って重なるように連続的に繋がって
設けられているため、装置ｃの外径が大きい。そのた
め、例えば事務機器などに使用されているステッピング
モータのように小型化が進められているモータにおいて
は、第６図に示すようにモータａのフレーム外径よりも
回転振動防止装置ｃの方が大径となり、実質的なモータ
の大形化を招くという問題があった。また、弾性体ｇと
重りｆの他にボスｅおよびその取付け用のねじｄを必要
としているため、部品点数が多く、組み立て性が悪いと
いう問題もあった。

しかも、上記回転振動防止装置ｃは、既述のようにし
て作られるため、成形型内にボスｅと重りｆとをセット
する手間が面倒であるから、製造性が悪いという問題も
あった。

本発明の目的は、モータの振動および騒音を少なくで
きるとともに、小形かつ構造が簡単で、しかも製造性が
よい回転振動防止装置付きステッピングモータを得るこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、一端部に出力歯車が嵌着して取付けられた
ロータ軸を有するロータに、回転振動防止装置が取付け
られたステッピングモータを前提とする。そして、、前
記目的を達成するために、前記回転振動防止装置を、所
定の厚みを有したゴム状物質の両面に両面接着シート製
の接着層を設けて予め３層構造をなし、その一側面の前
記接着層を前記出力歯車または前記ロータが備えるロー
タ主部の前記ロータ軸の軸方向と直交する方向に沿う端
面に接着して、前記ロータ軸と同心的に配置される弾性
体と、前記弾性体にその他側面の前記接着層を介して接
着されて前記ロータ軸と同心的に配置され、前記ロータ
に慣性質量を与える重りとから形成したものである。

また、重りが仮に剥がれ落ちた場合に、この重りが回
路の短絡原因とならないようにするために、前記重りを
非導電性材料で形成するとよい。

［作用］ 重りはロータに出力歯車を介して慣性質量を与えるか
ら、ロータが１ステップ角度ずつ回転するたびに、ロー
タ軸に取付けられた出力歯車またはロータ主部と重りと
の間の弾性体が弾性変形する。すなわち、ロータと重り
との相対運動に対して、弾性体の弾性変形に基づく抵抗
が働くから、この抵抗により、ロータの回転速度変動に
対する減衰力を得ることができる。しかも、出力歯車ま
たはロータ主部の端面はロータ軸の軸方向に対して直交
しており、そこに回転振動防止装置が接着されているか
ら、この装置がロータ軸に対して斜めに取付くことがな
く、したがって、ロータの回転に伴い回転振動防止装置
がロータ軸にこれをこじるような力を与えることもな
い。そして、前記弾性体と重りとは、ロータのスラスト
方向に積層して夫々配設されているので、回転振動防止
装置の最大径、つまり、重りの径を小さくできる。しか
も、弾性体と重りとは夫々接着層を介して取付けられて
いるから、これらを成形型を用いて一体に繋げる必要が
ない。それだけではなく、接着層は両面接着シートから
なり、これと弾性体の主部をなすゴム状物質と予め３層
構造をなしているから、出力歯車またはロータ主部の端
面に対する弾性体の接着、およびこの弾性体に対する重
りの接着において、いちいち接着剤を塗布したり粘着剤
を張り付ける面倒がなく、弾性体の両側の接着層を介し
て容易に接着させて、回転振動防止装置をロータに容易
に取付けることができる。さらに、ロータが具備する出
力歯車またはロータ主部を回転振動防止装置の取付け部
として利用したから、ロータ軸に回転振動防止装置が取
付けられる部品を必要とすることがなく、部品点数と組
み立ての手間を削減できる。

また、回転振動防止装置の接着層の劣化により重りが
剥がれ落ちるおそれが考えられる。しかし、重りが非導
電材料製である場合には、これがモータを搭載した機器
が有した回路部上に落下したとしても、この重りが回路
の短絡原因となることがない。

［実施例］ 以下、本発明の第１実施例を第１図から第４図を参照
して説明する。

第１図中１はパーマネントマグネット形のステッピン
グモータであり、そのロータ２が有したロータ軸３の端
部は、上記ロータ２の主部を内蔵したモータフレーム４
の外部に突出されている。そして、このロータ軸３の一
端部には、出力歯車６と、ロータ２の回転速度変動に対
する減衰力を得るための回転振動防止装置５が取付けら
れている。

回転振動防止装置５は、弾性体７と、重り８とから形
成されている。これら弾性体７と、重り８とは、以下説
明するようにロータ２のスラスト方向に沿って積層され
て設けられている。

出力歯車６は、その中心孔をロータ軸３の一端部に嵌
着して取付けられている。この歯車６はロータ軸３より
も大径であるとともに、ロータ軸３の軸方向と直交する
方向に沿う端面6aを有している。

弾性体７は、回転方向にアンバランスを生じない形状
例えば円板形状をなしているとともに、アクリルフォー
ム等のゴム状物質により所定の厚みを有して形成されて
いる。この弾性体７の両側面には、接着層9,10が予め夫
々付着されている。接着層9,10は例えばシートの両面に
粘着材を設けてなる両面接着シートで形成されている。
したがって、第２図に示すような弾性体７と接着層9,10
とは３層構造をなして形成されている。

そして、この弾性体７は、その一側面を、いずれか一
方の接着層（例えば接着層９）を介して上記出力歯車６
の端面6aに接着させて、ロータ２と同心的に配置されて
いる。

重り８はロータ２に慣性質量を与えるために設けられ
ている。この重り８の質量の大きさは、径および厚さを
変化させることによりに任意に得ることができるととも
に、この質量の大きさは、ステッピングモータ１のトル
ク、およびロータ２の慣性の大きさに応じて適宜決定さ
れるものである。

重り８は金属や非金属などにより形成されるが、本実
施例の場合には非導電性材料製のものが使用されてい
る。この重り８も回転方向にアンバランスを生じない形
状例えば円板形状をなしているとともに、所定の厚みを
有して形成されている。そして、重り８の最大径は上記
モータフレーム４の外径寸法以下に形成されている。さ
らに、この重り８は弾性体７よりも大径に形成されてい
る。

そして、重り８は、上記弾性体７の他側面に接着層10
を介して接着され、ロータ２と同心的に配置されてい
る。

また、以上のような構成の回転振動防止装置５を備え
たステッピングモータ１は事務機器などに内蔵して使用
される。その一例は第３図に示され、同図中11は支持板
であり、これにはロータ軸３の軸線が水平となるように
してステッピングモータ１が取付けられており、その出
力歯車６には負荷（図示しない）へ動力を伝える伝動歯
車機構12の入力歯車12aが噛み合わされている。また、
支持板11の下方には事務機器の回路基板13が配置されて
おり、この基板13の上面には各種の電子部品14が取付け
られている。

次ぎに上記実施例の作用を説明する。

ステッピングモータ１の運転は、従来と同じく図示し
ないステータのコイルに入力パルスを印加して励磁相を
切換え行われる。そして、入力パルスが印加されるたび
に、ロータ２は１ステップ角度ずつ回転される。

このようなステッピングモータ１の駆動において、そ
のロータ軸３に取付けられた回転振動防止装置５の重り
８は、ロータ２に慣性質量を与えている。そのため、ロ
ータ２が１ステップ角度ずつ回転するたびに、重り８と
ロータ軸３に取付けられた固定具６との間のゴム状物質
製の弾性体７が、弾性変形する。したがって、ロータ２
と重り８との相互運動に対して、弾性体７の弾性変形に
基づく抵抗が働く。この抵抗により、ロータ２の回転速
度変動に対する減衰力を得ることができる。

以上のような減衰力がロータ２に働くことにより、各
ステップごとに大きいピーク部が形成されることが抑制
されて、ロータ軸３の角変位は第４図に示すように滑ら
かに改善される。そのため、ステッピングモータ１の振
動およびそれに基づく騒音を少なくできる。

そして、このモータ１が備えた回転振動防止装置５
は、弾性体７と、重り８とを、ロータ２のスラスト方向
に積層させて夫々配設しているから、これらをラジアル
方向に沿って積層状に設けた場合に比較して、上記防止
装置５の最大径、つまり、重り８の径を小さくできる。

したがって、この防止装置５はモータフレーム４の外
径が小さいステッピングモータ１に取付けて実施する場
合に好適である。その場合にもモータ全体の実質的な外
径が大きくなることを防止できるから、事務機器の狭い
スペースに配設することができる。

また、回転振動防止装置５の弾性体７および重り８
は、ねじ部品などの固定具を用いることなく、出力歯車
６に接着により取付られているため、その接着層9,10の
劣化により接着強度が低下して、重り８が剥がれ落ちて
回路基板13上に載る恐れがある。しかし、仮に、そのよ
うな事態に至っても、弾性体７および重り８は非導電性
であるから、回路基板13上の回路を短絡させるおそれが
ない。

しかも、既述のように接着により弾性体７および重り
８を取付けているから、上記防止装置５をロータ軸３に
固定するための固定部品を不用とできるとともに、モー
タが具備する出力歯車６その端面6aに取付けているか
ら、上記防止装置５はその部品点数が少なく構成が簡単
である。

それゆえに組み立ての手間も少なくできる。また、出
力歯車６の端面6aはロータ軸３の軸方向に対して直交し
ており、そこに回転振動防止装置５を接着したから、こ
の装置５がロータ軸３に対して斜めに取付くことがな
い。したがって、ロータ２の回転に伴い回転振動防止装
置５の質量がロータ軸３にこれをこじるような力を与え
ることもないので、回転振動防止装置５を原因として振
動が与えられる恐れがないものである。

その上、既述のように弾性体７および重り８を接着し
て取付けているので、これらを成形型を用いて一体的に
繋げる必要がなく、簡単に製造できる。それだけでな
く、弾性体７とその両側の接着層9,10とは予め３層構造
となっているから、出力歯車６の端面6aに対する弾性体
７の接着、およびこの弾性体７に対する重り８の接着に
おいて、いちいち接着剤を塗布する面倒がなく、弾性体
７の両側の接着層9,10を介して容易に接着させることが
できる。したがって、上記防止装置５のロータ軸３への
取付けを容易にできる。

第５図は本発明の第２実施例を示している。この実施
例は、インナーロータ構造のハイブリット形ステッピン
グモータに適用した例である。そして、この実施例は、
モータ構造と、回転振動防止装置の構造および配置が上
記第１実施例と異なっている。

ハイブリット形ステッピングモータ21の構造は従来公
知のものと同様であり、以下に簡単に説明すると、22は
ステータで、その両側にはモータフレーム23、24が夫々
嵌合して設けられており、これらフレーム23,24はステ
ータ22のコア外周面を外部に露出させている。モータフ
レーム23、24の中央部には軸受25が夫々取付けられてお
り、これら軸受25を介してロータ26が回転自在に取付け
られている。ロータ26は、ロータ軸27の中央部にロータ
主部28を取付けて形成されている。ロータ主部28はステ
ータ22のコアの内側に収納されており、これは、ロータ
軸27の軸方向に沿って着磁されたロータマグネット29の
両側にロータコア30,31を夫々接着させて形成されてい
る。また、ロータ軸27の一端部は一方のモータフレーム
23から突出されており、その端部には出力歯車32が取付
けられている。そして、このようなハイブリット形ステ
ッピングモータ21におけるモータフレーム23とロータコ
ア30との間、およびモータフレーム24とロータコア31と
の間には夫々デッドスペースが通常形成されており、本
実施例においては一方のモータフレーム24の軸方向長さ
を少し大きくすることにより、上記スペースをより大き
くしてある。

次ぎに、回転振動防止装置35について説明する。この
装置35は、モータフレーム24とロータコア31との間に形
成されたデッドスペースを利用して設けられている。上
記防止装置35は、両側面に接着層36,37が予め付着され
て３層構造をなした弾性体38と、ロータ26に慣性質量を
与える重り39とから形成されている。そして、上記防止
装置35の弾性体38と重り39とは、ロータ26の軸方向に沿
って後述のように積層されて設けられている。

弾性体38は、回転方向にアンバランスを生じない形状
例えば円板形状をなし、その中心部にロータ軸孔38aを
有しているとともに、アクリルフォーム等のゴム状物質
により所定の厚みを有して形成されている。この弾性体
38の外径は上記ロータ主部28の外径よりも小さい。そし
て、弾性体35は、その一側面を、いずれか一方の接着層
（例えば接着層36）を介して上記ロータ主部28の端面
（本実施例の場合にはロータコア31の端面31a）に接着
させて、ロータ26と同心的に配置されている。

また、重り39は金属や非金属などにより形成され、こ
の重り39も回転方向にアンバランスを生じない形状例え
ば円板形状をなし、その中心部に回転軸通孔39aを有し
ているとともに、所定の厚みを有して形成されている。
この重り39の質量の大きさは、径および厚さを変化させ
ることにより、任意に得ることができるとともに、この
質量の大きさは、ステッピングモータのトルク、および
ロータ26の慣性の大きさに応じて適宜決定されるもので
ある。そして、重り35は上記弾性体38の他側面に接着層
37を介して接着され、ロータ26と同心的に配置されてい
る。

この第２実施例の構成においても、上記第１実施例で
説明したと同様の作用により、ロータ26の回転速度変動
に対する減衰力を得て、ステッピングモータ21の振動騒
音を少なくできることは勿論のこと、回転振動防止装置
35の部品点数が少なく構成が簡単であるとともに、ロー
タ26への取付けも容易にできる。

その上、この実施例は回転振動防止装置35をロータ主
部28の端面31aに接着して設けたから、この装置35をモ
ータフレーム24によって覆い隠すことができる。したが
って、モータ21の機器への組付けなどの取扱いにおい
て、回転振動防止装置35に、これが剥がれるような原因
となる外力が加えられることがない。

そして、インナーロータ形のステッピングモータ21の
モータフレーム24とモータ主部28の端面31aとの間のデ
ッドスペースを有効に利用して、ここに上記防止装置35
を設けたから、上記防止装置35をモータフレーム外に突
出されたロータ軸27の端部に取付ける場合に比較して、
モータ全体の軸方向寸法を短くできる。

また、本発明は、上記各実施例以外の種々のステッピ
ングモータにも適用できることは勿論である。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されているので、次ぎに記
載する効果がある。

請求項１の発明によれば、弾性体と重りとが、ロータ
のスラスト方向に積層されて夫々配設されているので、
回転振動防止装置の最大径が小さくなり、ステッピング
モータの実質的な径方向の大きさを小さくできる。そし
て、回転振動防止装置は、両面接着シートからなる接着
層を両面に設けて予め３層構造をなした弾性体を備え、
この弾性体を介して、モータが備える出力歯車またはロ
ータ主部の端面に接着され、かつ、この弾性体には重り
を接着して組み立てられるから、回転振動防止装置をロ
ータに簡単な手間で容易に取付けることができるととも
に、ロータに回転振動防止装置を固定するための部品を
省略して構造と組み立てを簡単にできる。しかも、以上
のように回転振動防止装置の取付け箇所としてモータが
具備する出力歯車またはロータ本体の端面を利用したか
ら、回転振動防止装置がロータ軸に斜めに取付くことが
なく、それに伴なって回転振動防止装置がロータ軸にこ
れをこじるような力を与えることがなく、したがって、
回転振動防止装置を原因としてロータが振動されるよう
なこともないので、この回転振動防止装置自体の振動減
衰作用と相俟って、モータの騒音および振動を少なくで
きる。

また、請求項２の発明によれば、回転振動防止装置の
重りが非導電材料製であるから、これが接着層の劣化に
より剥がれて、機器の回路部上に落下したとしても、こ
の重りが回路の短絡原因となることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図から第４図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は要部を断面して示す側面図、第２図は弾性体の断面
図、第３図は回路部品とその上方に配置されたステッピ
ングモータとの位置関係を示す側面図、第４図はステッ
プ角度と時間との関係を示す図である。第５図は本発明
の第２実施例を一部断面して示す側面図である。第６図
および第７図は従来例を示し、第６図は一部を断面して
示す側面図、第７図は回転振動防止装置の斜視図、第８
図は回転振動防止装置がないステッピングモータのステ
ップ角度と時間との関係を示す図である。 2,26……ロータ、3,27……ロータ軸、5,35……回転振動
防止装置、６……出力歯車、6a、31a……端面、7,38…
…弾性体、8,39……重り、28……ロータ主部、9,10,36,
37……接着層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−9156（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−41746（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端部に出力歯車が嵌着して取付けられた
   ロータ軸を有するロータに、回転振動防止装置が取付け
   られたステッピングモータにおいて、 前記回転振動防止装置を、 所定の厚みを有したゴム状物質の両面に両面接着シート
   製の接着層を設けて予め３層構造をなし、その一側面の
   前記接着層を前記出力歯車または前記ロータが備えるロ
   ータ主部の前記ロータ軸の軸方向と直交する方向に沿う
   端面に接着して、前記ロータ軸と同心的に配置される弾
   性体と、 前記弾性体にその他側面の前記接着層を介して接着され
   て前記ロータ軸と同心的に配置され、前記ロータに慣性
   質量を与える重りと から形成したことを特徴とする回転振動防止装置付きス
   テッピングモータ。
2. 【請求項２】前記重りが非導電性材料で形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の回転振動防止装置付き
   ステッピングモータ。