JPH01283041A - モータ軸の振動抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はモータ軸の振動抑制装置、特にプリンタ等の
ＯＡ機器のＯＣモータを用いたウオーム減速装置の振動
・騒音を防止するものである。

［従来の技術］ 第４図は、例えば特公昭６２−２３３２８０号公報に示
された従来のモータ軸の振動抑制装置を示す断面図であ
り、図において（１）はモータ、（２）はモータ（１）
と同軸上に配置された電磁ブレーキ、（３）はモータ（
１）および電磁ブレーキ（２）の駆動回路、（４）はモ
ータ（１）のロータシャフト、（５）はロータシャフト
（４）に嵌合されかつネジ（図示せず）により締結され
たアマチュアハブ、（６）は板バネ（７）により軸方向
に付勢されるアマチュア、（８）は電磁ブレーキ（２）
のブレーキディスクを示す、また、第５図は電磁ブレー
キ（２）の励磁を解除したときのロータシャフト（４）
の偏角の時間推移を示す図であり、第６図は電磁ブレー
キ（２）を励磁したときのロータシャフト（４）の偏角
の時間推移を示す図である。

次に動作について説明する。モータ（１）は駆動回路（
３）によってロータシャフト（４）を回転する。そのと
き、ロータシャフト（４）に締結されていたアマチュア
ハブ（５）および板バネ（７）により支持されるアマチ
ュア（６）も回転する。

次いで、モータ（１）がロータシャフト（４）の回転駆
動を駆動回路（３）によって停止すると、ロータシャフ
ト（４）の移動角は第５図に示すように急激な停止後、
目標の停止角において振動する。これは駆動回路（３）
によって目標の停止角に制定されたときのロータシャフ
ト（４）の慣性トルクと逆起電力による復元トルクとが
バランスしたために発生する。

さらに、モータ（１）がロータシャフト（４）の回転駆
動を駆動回路（３）によって停止すると同時に、ロータ
シャフト（４）に板バネ（７）で支持されて電磁ブレー
キ（２）のブレーキディスク（８）に対抗するアマチュ
ア（６）を停止させるために、電磁ブレーキ（２）に励
磁をかけるならば、ロータシャフト（４）の移動角は第
６図に示すようにロータシャフト（４）の慣性トルクを
上回る電磁ブレーキ（２）の発生するトルクにより、振
動は抑制される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のモータ軸の振動抑制装置は以上のように構成され
ているので、電磁ブレーキ（２）の発生するブレーキト
ルクが有効に働くまではロータシャフト（４）が空回転
するため、ロータシャフト（４）の回転振動を十分に抑
制することができず、またロータシャフト（４）の定常
振動を誘発したり、ロータシャフト（４）の軸受の半径
方向に振動による異常摩耗、騒音・異音の発生源となる
ため、ロータシャフト（４）の慣性モーメントの増減、
モータ駆動装置による振動抑制が必要となり、また装置
全体のコストが上昇するなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、モータ軸の振動を抑制できるとともに、騒音
・異音を防止できるモータ軸の振動抑制装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るモータ軸の振動抑制装置は、モータ軸に
バネ力を付加したものである。

【作用〕

この発明においては、モータ軸をバネ力によりモータ軸
の半径方向に押し付けて軸受に付勢すると共にモータ軸
に摩擦負荷トルクを与えることにより、定常振動を抑制
し、起動および停止時の共振、振動を抑制する。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図乃至第３図について
説明する。

第１図において、（２１）はモータ、（２２）はモータ
（２１）に前ラジアル軸受（３０）と後ラジアル軸受（
３１）とスラスト軸受（３２）とにより回転自在に支持
されたロータシャフト、（２３）はロータシャフト（２
２）の回転中心軸と共通の軸を持つウオームで、ロータ
シャフト（２２）の端に取付けられている。（２４）は
ウオームホイールで、モータ（２１）のステータに係合
するフレーム（２５）に回転自在に軸支されかつウオー
ム（２３）の歯に係合するハスバ歯を全外周面に有する
とともに同一共通回転軸を持つ平歯車（２４ａ）が結合
されている。この平歯車（２４ａ）によって他軸に歯車
によるトルク伝達が可能である。（２６）は板バネで、
バネ先端部（２６ａ）がロータシャフト（２２）を付勢
するように配設されている。（２７）はバネ先端部（２
６ａ）に固定した摩擦部材で、ロータシャフト（２２）
に接触してロータシャフト（２２）を半径方向に付勢し
ている。（２８）はロータシャフト（２２）の回転方向
、（２９）はモータ（２１）の駆動回路、（３３）はモ
ータ（２１）のロータ慣性体に相当、するものである。

次に、第２図において、（３９）はウオーム（２３）の
振動方向を示し、（４０）はロータ慣性体（３３）の半
径方向への振動を示し、（４１）はロータシャフト（２
２）のウオーム（２３）軸端の振動を示、す。（４２）
は前ラジアル軸受（３０）がロータシャフト（２２）を
支持するとき、回転軸の半径方向に有するバネ成分をモ
デル化してコイルバネで示したもの、（４３）は同様に
後ラジアル軸受（３１）のモデル化したコイルバネであ
り、（４４）も同様にスラスト軸受（３２）の回転軸の
軸方向に有するバネ成分をモデル化してコイルバネで示
したものである。（４５）はウオームホイール（２４）
の軸回わりに加えた一定負荷トルクの方向を示し、（４
６）はウォームホイール（２４）の一定負荷トルク（４
５）に釣り合うウオーム（２３）の軸荷重の方向を示す
。

第３図は、第２図において前述（第１図）の板バネ（２
６）により摩擦部材（２７）がロータシャフト（２２）
に付勢されることにより、上記ウオームホイール（２４
）に与えられた負荷トルク（４５）に対して、モータ（
１）の発生トルク（図示せず）が釣り合っている状態を
示す。

次に動作について説明する。

モータ（２１）の駆動装置（２９）によってウオームホ
イール（２４）に与えられた負荷トルク（４５）に対し
て、ロータシャフト（２２）を図示する回転方向（２８
）に回転駆動するならば、第２図（ａ）に示すように軸
負荷荷重方向（４６）にスラスト荷重が発生する。ロー
タシャフト（２２）は軸方向の圧縮力に対して、スラス
ト軸受（３２）を押すと、スラスト軸受（３２）の仮想
バネ（４４）の変位によるバネ反力とロータ慣性体（３
３）に働く慣性力が釣り合うことによるバネ−質量系振
動即ちロータ慣性体（３３）の軸振動（４１）を生じる
。さらに、この軸方向の振動（４１）に誘発されるもう
一つの振動系、すなわちウオーム（２３）とつオームホ
イール（２４）との間に両者の歯面と歯面の衝突による
動負荷（軸方向の振動（４１）による）が発生し、ウオ
ーム（２３）の振動（３９）が起こる。

第２図（ｂ）は、上記ウオーム（２３）の振動（３９）
が起振力になり、ロータシャフト（２２）の曲がり、た
わみ振動が生じた例を示している、ロータシャフト（２
２）の先端に取付けられたウオーム（２３）は、その回
転方向（２８）の半径方向に対しては、前ラジアル軸受
（３０）により支持されているが、前ラジアル軸受（３
０）の機械的剛性および流体的油膜の強さ、ロータシャ
フト（２２）の曲がり等の理由により生じる半径方向の
バネ特性により仮想バネ（４２）によるバネ−質量系の
振動挙動を呈す。また、ロータシャ　゛フト（２２）に
はモータ（２１）のロータ部の鉄芯コア（図示せず）や
コイル（図示せず）等のロータ慣性体（３３）が上記同
様の振動挙動、すなわち前ラジアル軸受（３０）の仮想
バ°ネ（４２）と後ラジアル軸受（３１）の仮想バネ（
４３）によるバネ−質量系が成立する。

これら、ロータ慣性体（３３）の軸方向（４１）および
半径方向（４０）の連成振動系は、モータ（２１）の駆
動回転数に比例した振動となる。

そこで、第３図に示すように摩擦部材（２７）を板バネ
（２６）によってロータシャフト（２２）に付勢するこ
とにより、■ロータシャフト（２２）の半径振動方向（
４０）の振幅を抑えること、■ウオーム（２３）とウオ
ームホイール（２４）の動負荷の変動による軸振動方向
（４１）の振幅を抑えることができ、ロータシャフト（
２２）の振動を抑制する。

なお、板バネ（２６）はロータシャフト（２２）の軸振
動方向（４１）の振幅変位に対して剛性を求められるた
めに、板バネ（２６）の板厚方向で付勢するのが効果的
である。

上記実施例では、板バネ（２６）に摩擦部材（２７）を
設けたものを示したが、板バネ（２６）に圧縮コイルバ
ネな設け、シリンダ等による摩擦部材の押し込み方向の
規制をするようにしてもよい。

また、上記実施例ではプリンタ等、ＯＡ機器の場合につ
いて説明したが、電動回転機器の減速装置であってもよ
く、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明によればモータ軸にバネ力を付
与するようにしたので、安価な装置でモータ軸の振動を
抑制できると共に騒音・異音な防止でき、また精度の高
いものが得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるモータ軸の振動抑制
装置を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（
Ｃ）は断面図、（ｄ）は斜視図である。第２図はこの発
明の振動抑制機構を示す図で、（ａ）は釣り合っている
状態を示す図、（ｂ）はたわみ振動が大きく生じた状態
を示す図である。第３図はモータ軸の振動抑制装置の説
明図、第４図は従来のモータ軸の振動抑制装置の断面図
、第５図は第４図の電磁ブレーキの励磁を解除したとき
のロータシャフトの偏角の時間推移を示す図、第６図は
電磁ブレーキを励磁したときのロータシャフトの偏角の
時間推移を示す図である。 図において、（２１）はモータ、（２２）はモータ軸、
（２６）はバネである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　　大　　岩　　増　　雄２６、Ｊ反ハ
゛ネ 茅　２　Ｊ （ａ） 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータの出力軸に設けられたウォームと、このウ
   ォームにかみ合うウォームホィールとによりトルクを伝
   達し、かつ前記出力軸に負荷を与えるバネを備えたこと
   を特徴とするモータ軸の振動抑制装置。