JP4993091B2

JP4993091B2 - 防振マウント

Info

Publication number: JP4993091B2
Application number: JP2007138998A
Authority: JP
Inventors: 茂樹蛇谷
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2027-05-25
Also published as: JP2008291936A

Description

本発明は、ステッピングモータや、内燃機関の補機等、駆動に伴い振動を発生する機器を被支持体として防振支持する防振マウントに関する。

複写機の紙送り機構や、パソコン用プリンタの印字ヘッド及び紙送り機構のサーボ駆動手段には、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、パルス電力により駆動することによって振動を発生することから、上記複写機等の機体内部のフレームに対して、防振マウントを介して取り付けられる。

図４は、従来の技術による防振マウントの装着状態を示す断面図、図５は、図４におけるＡ方向の矢視図、図６は、従来の技術による防振マウントがこじり変位による変形を受けた状態を示す断面図である。図４に示されるように、従来の防振マウント１００は、複写機等の機体内部の、支持体としてのフレーム２００に、螺子１０４で取り付けられる一方の取付板１０１と、これに対向配置されると共に、被支持体であるステッピングモータ３００の端部に螺子１０５で取り付けられる他方の取付板１０２との間に、ゴム状弾性材料からなるマウント本体１０３を一体的に設けた構造を有する。すなわち、ステッピングモータ３００は防振マウント１００を介して機体フレーム２００に取り付けられ、ステッピングモータ３００にその駆動時に発生する振動は、マウント本体１０３の変形動作によって吸収・絶縁され、機体フレーム２００側への振動伝達が低減される（例えば下記の特許文献参照）。
特開２００４−３０４９７９号公報

ここで、ステッピングモータ３００の駆動トルクは、その出力軸３０１からギア３０２，３０３あるいはベルトを介して従動側へ伝達されるため、トルク伝達の反力によって、ステッピングモータ３００には、こじり方向の挙動（軸心上の一点を中心とする揺動）が発生する。すなわち、ステッピングモータ３００の出力軸３０１が、例えば図５及び図６に示されるＲ方向へ回転した場合は、駆動側のギア３０２から従動側のギア３０３へのトルク伝達の反力によって、前記出力軸３０１にはＶ_１，Ｖ_２方向のこじり変位が発生することになる。

そして防振マウント１００に上述のようなこじり変位が入力されると、図６に示されるように、取付板１０１，１０２間でマウント本体１０３が圧縮方向及び引張方向の歪を受けることになる。したがって、このような歪（特に引張方向の歪）に対するマウント本体１０３の耐久性を向上させるためには、マウント本体１０３に硬度の高いゴム状弾性材料を用いることが有効であるが、その場合、マウント本体１０３の捩り方向（円周方向）の剪断ばね定数も高くなってしまい、しかも、一般にゴム状弾性材料は、硬度が高いほど、動倍率が高くなる（静ばねに対し動ばねが高くなる）傾向にある。したがって、硬度の高いゴム状弾性材料を用いた場合、耐久性の向上は実現できても、動的な入力であるステッピングモータ３００の捩り振動に対する絶縁性が低下し、所要の防振性能が得られなくなる問題があった。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、防振性能の低下を来すことなく、被支持体の重量やこじり変位等による静的変位入力に対する十分な耐久性を確保した防振マウントを提供することにある。

上述した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の発明に係る防振マウントは、支持体及び被支持体の一方に取り付けられる第一の取付板と、他方に取り付けられる第二の取付板と、互いに対向配置された前記第一及び第二の取付板の間に一体的に設けられたゴム状弾性材料からなるマウント本体と、このマウント本体の外周に嵌着されると共に前記第一及び第二の取付板の間にこの第一及び第二の取付板と接触可能な状態かつ非接着で配置されたゴム状弾性材料からなる環状弾性体とを備え、この環状弾性体が前記マウント本体に対して締め代を有するものである。

上記構成では、こじり変位が入力されることによって、第一及び第二の取付板間でマウント本体が圧縮方向及び引張方向の歪を受けると、第一及び第二の取付板が互いに接近する側では、マウント本体がある程度圧縮された時点で、環状弾性体も第一及び第二の取付板間で圧縮を受けるため、こじり変位に対する剛性が高くなり、マウント本体の耐久性が向上する。また、環状弾性体は第一及び第二の取付板に対して非接着であるため、捩り方向の剪断ばねは実質的にマウント本体のみが担い、したがって捩り振動に対する優れた絶縁性が確保される。

そして、環状弾性体はマウント本体に対して締め代を有するため、マウント本体が圧縮を受けた時の径方向への膨出変形が環状弾性体によって抑制されるので、マウント本体の耐久性が一層向上する。

本発明に係る防振マウントによれば、マウント本体による優れた防振性能と、被支持体の重量やこじり変位等による静的変位入力に対するマウント本体の耐久性の確保を両立することができる。

以下、本発明について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る防振マウントの好ましい実施の形態を、単体で示す断面図、図２は、図１の防振マウントを装着状態で示す断面図、図３は、図１の防振マウントがこじり変位による変形を受けた状態を示す断面図である。

まず図２において、参照符号１は本発明の実施の形態に係る防振マウント、参照符号２は、複写機等の機体内部のフレーム、参照符号３は、防振マウント１による支持対象のステッピングモータである。フレーム２は請求項１に記載された支持体に相当し、ステッピングモータ３は請求項１に記載された被支持体に相当する。フレーム２には、ステッピングモータ３の取付位置に対応して円形窓部２ａが開設されている。

防振マウント１は、図１に単体で示されるように、厚さ方向（軸方向）に互いに対向配置された第一の取付板１１及び第二の取付板１２と、この第一の取付板１１及び第二の取付板１２の間に一体的に設けられたゴム状弾性材料からなるマウント本体１３と、このマウント本体１３の外周に嵌着されると共に前記第一の取付板１１及び第二の取付板１２の間に両取付板１１，１２と接触可能な状態かつ非接着で配置されたゴム状弾性材料からなる環状弾性体１４とを備える。

第一の取付板１１及び第二の取付板１２は、いずれも、鋼鈑等の金属板又は合成樹脂により製作されたものであって、それぞれ円形の内周開口部１１ａ，１２ａが開設されると共に、外縁部に沿って、複数の螺子挿通孔１１ｂ，１２ｂが適当な間隔で開設されている。図２に示されるように、第一の取付板１１は、螺子挿通孔１１ｂに挿通した螺子１５を介してフレーム２に取り付けられ、第二の取付板１２は、螺子挿通孔１２ｂに挿通した螺子１６を介してステッピングモータ３に取り付けられる。

マウント本体１３は、第一の取付板１１及び第二の取付板１２の内周部間に、ゴム状弾性材料で一体成形されたものであって、この第一の取付板１１及び第二の取付板１２における内周開口部１１ａ，１２ａに沿って円周方向へ環状に連続して延びている。

環状弾性体１４は、例えばＯリング状のものであって、すなわちマウント本体１３とは別部材として成形された後、マウント本体１３の外周に嵌着されたものである。この環状弾性体１４は、マウント本体１３に対して適当な締め代を有する。軸方向幅が、マウント本体１３の軸方向幅、言い換えれば第一の取付板１１と第二の取付板１２の対向距離よりも僅かに小さい。したがって、第一の取付板１１及び（又は）第二の取付板１２との間には、通常、僅かな隙間が存在する。

上記構成を備える実施の形態によれば、図２に示されるように、第一の取付板１１は、内周開口部１１ａがフレーム２の円形窓部２ａと重合するように、このフレーム２に複数の螺子１５を介して固定される。一方、第二の取付板１２は、ステッピングモータ３の端部に、複数の螺子１６を介して固定される。したがってステッピングモータ３は、防振マウント１を介してフレーム２に取り付けられ、このステッピングモータ３の出力軸３１は、防振マウント１の内周から、フレーム２の窓部２ａに挿通され、その先端に取り付けられた駆動ギア３２が従動側のギア３３と噛合している。

そして、図２に示される取付状態において、ステッピングモータ３にその駆動に伴い発生する捩り振動（円周方向の振動）は、第一の取付板１１と、第二の取付板１２との間でマウント本体１３が捩り方向の剪断変形を受けることによって吸収される。また、環状弾性体１４は第一及び第二の取付板１１，１２と非接着であるため、捩り方向の剪断ばね作用は実質的にマウント本体１３のみが担っている。したがって捩り方向の動ばね定数が低く保たれ、優れた振動絶縁性が確保される。

ステッピングモータ３の駆動トルクは、その出力軸３１からギア３２，３３を介して従動側へ伝達されるため、トルク伝達の反力によって、ステッピングモータ３には、こじり方向の挙動（軸心上の一点を中心とする揺動）が発生する。すなわち、ステッピングモータ３の出力軸３１が、例えば図３に示されるＲ方向へ回転した場合は、駆動ギア３２から従動側のギア３３へのトルク伝達の反力によって、前記出力軸３１にはＶ_１，Ｖ_２方向のこじり変位が発生する。

したがって、このようなこじり変位によって、第一の取付板１１に対して第二の取付板１２が傾斜するので、その間に介在するマウント本体１３は、両取付板１１，１２が互いに接近する側では圧縮歪、両取付板１１，１２が互いに離間する側では引張歪を受けることになるが、本発明によれば、両取付板１１，１２が互いに接近する側では、マウント本体１３がある程度圧縮された時点で、その外周側の環状弾性体１４も両取付板１１，１２間で圧縮される。すなわち、この状態では、こじり方向の荷重をマウント本体１３及び環状弾性体１４の双方で受けることになるため、こじり変位が抑制され、その結果、両取付板１１，１２が互いに離間する側でのマウント本体１３の引張歪が抑制されるので、マウント本体１３の耐久性が向上する。

また、環状弾性体１４は、マウント本体１３に対して適当な締め代をもって嵌着されているので、マウント本体１３が圧縮を受けた時の径方向への膨出変形が環状弾性体１４によってある程度拘束される。したがって、環状弾性体１４が第一及び第二の取付板１１，１２の間で圧縮されていない状態でも、こじり方向の荷重をマウント本体１３及び環状弾性体１４の双方で受けることになり、これによってもこじり変位が抑制されるので、マウント本体１３の耐久性が一層向上する。

本発明に係る防振マウントの好ましい実施の形態を、単体で示す断面図である。図１の防振マウントを装着状態で示す断面図である。図１の防振マウントがこじり変位による変形を受けた状態を示す断面図である。従来の技術による防振マウントの装着状態を示す断面図である。図４におけるＡ方向の矢視図である。従来の技術による防振マウントがこじり変位による変形を受けた状態を示す断面図である。

符号の説明

１防振マウント
１１第一の取付板
１２第二の取付板
１３マウント本体
１４環状弾性体
２フレーム（支持体）
３ステッピングモータ（被支持体）
３１出力軸

Claims

支持体及び被支持体の一方に取り付けられる第一の取付板と、他方に取り付けられる第二の取付板と、互いに対向配置された前記第一及び第二の取付板の間に一体的に設けられたゴム状弾性材料からなるマウント本体と、このマウント本体の外周に嵌着されると共に前記第一及び第二の取付板の間にこの第一及び第二の取付板と接触可能な状態かつ非接着で配置されたゴム状弾性材料からなる環状弾性体とを備え、この環状弾性体が前記マウント本体に対して締め代を有することを特徴とする防振マウント。