JPH0191630A - 慣性ダンパー - 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 本発明は、ＯＡ機器等に多用されるようになったステッ
ピングモータのステップ応答における振動防止を始め、
回転シャフトの過渡的振動防止のための慣性ダンパーに
関するものであり、特にその軸方向の抜は落ちやズレ防
止にも配慮したものである。

従来技術 最近のＯＡ機器等の普及と発達に伴い、ステッピングモ
ータがあらゆるところで使用されるようになってきた。

ところが、ステッピングモータはその原理上、過渡応答
が振動的になり易く、共振等不安定現象を起こすので、
これの応用範囲を広げたり、これを使用した機器の高速
化を図るためには、振動を抑制する事が必要である。ま
た、スッテッピングモータに限らず、各種形式のモータ
により起動停止を小刻みに縁り返し、作動する機器も増
えて、いる。この場合においても、過渡応答は振動的に
なり易く、このような振動も抑制する事が要請されてい
る。

このため、従来は、液体の粘性力を利用した粘性結合慣
性ダンパーや、磁気力を利用した磁気結合慣性ダンパー
が広く知られている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、粘性結合慣性ダンパーでは、液体を封入
しておくのにオイルシールが必要であったり、表面加工
精度が要求されたり、往々にして簡易小型に構成し難く
、また、磁気結合慣性ダンパーでは、磁性体と、材質が
限定され、また、磁気とはいうものの機械的摩擦力を利
用するため、特性変化が避けられないものであった。

そこで、本出願人は、ゲル状物質がこのダンピング特性
に非常に優れるものである事を見い出し、ゲル状物質を
結合手段とした慣性ダンパーについて特願昭６２−５９
１３５７号として既に出願に及んでいるが、ゲル状物質
は自己保形性に劣り、シャフト取付体及び慣性体との結
合はゲル状物質の自己接着性と粘着性によるものである
から、これを単に軸方向で偏平な層として介在させた場
合には、不用意な取り扱いをすると、ゲル状物質とシャ
フト取付体或は慣性体との結合面において滑りを起こし
て抜は落ちたりズしてしまう危険がある。

かと言って、単なるストッパー類であると、本来のダン
ピング特性を損なってしまうことも考えられる。

問題を解決するための手段 したがって、本発明慣性ダンパーは、シャフト取付体と
慣性体とゲル状物質とをイｉし、シャフト取付体のダン
パー部分と慣性体は遊嵌可能な内外径を有しており、そ
の内外周面にそれぞれ幅方向の中央がへこむ溝部を形成
し、シャフト取付体と慣性体とを回答円状に遊嵌すると
ともにこの構部同士を対向させて、内体間に幅方向の中
央で拡大する隙間を形成し、少なくともこの拡大した隙
間にゲル状物７τを介装し、シャフト取付体と慣性体と
をゲル状物′Ｌτで結合してなることを特徴とする。

作用 シャフト側に発生する振動波は、シャフト取付体と慣性
体との間のゲル状物質の変形をもたらすが、この変形は
シャフト取付体と慣性体との間の速度差に応じた抵抗と
角度差に応じた復元力を生じて、振動エネルギーを吸収
し、振動は速やかに抑えられる。一方、シャフト取付体
と慣性体との間には輻方向の中央で拡大するようにゲル
状物質が介在するので、軸方向から外力が加わるとゲル
状物質内部にせん断力が働くが、ゲル状物質自体は、完
壁とは言わないまでも、一応三次元に架橋しており、抗
力を生じて、軸方向の抜は落ちやズレを防止する。

実施例 次ぎに、本発明を図示の実施例について説明する。

第１図、第２図に示す実施例は、幅方向の中央でへこむ
構部をシャフト取付体及び慣性体のそれぞれの内外周面
に連続した円満として形成し、ゲル状物質は、該溝によ
って拡大された部分及びその余の隙間にも介在させたも
のである。

すなわち、シャフト取付体ｌは、小径円筒状のシャフト
取付部Ｉ＋と中径円板状のダンパー部分１２とが一連と
なって成り、ダンパー部分Ｉ２の外周面には、幅方向の
中央でへこむ溝部として０字状溝１３が形成される。

一方、慣性体２は、ダンパー部分１２の幅方向の両端の
外径より若干大径の角リング状を呈しており、その内周
面にはシャフト取付体のＵ字状溝１３に対称に逆向きの
０字状溝２３が形成されている。

したがって、シャフト取付体ｌと慣性体２とを回答円状
に遊嵌するとともにこの溝部１３．２３同士を対向させ
た、ゲル状物質を充填しない前の状態においては、シャ
フト取付体のダンパー部分１２と慣性体２との間には、
例えば、両端の１ｍｍ程度の筋状の隙間と、中央の数ｍ
ｍから１０′Ｆ１ｍｍの長円の隙間が連続するような、
中央で拡大された隙間が形成されることとなる。そこで
、この隙間にゲル状物質３を介在させれば、シャフト取
付体ｌと慣性体２とはゲル状物質３にてその相互運動が
拘束されるように結合され、シャフト取付体ｌと慣性体
２の相互運動はゲル状物質３の変形を伴うようになる。

しかし、この相互運動は回転方向のものにはかなり自由
度が与えられているが、軸方向、即ち幅方向においては
、その中央で拡大するようにゲル状物質３が介在するの
で、シャフト取付体１１慣性体２の何れか一方あるいは
双方に軸方向の外力が加わった場合には、ゲル状物質３
自体は、完壁とは言わないまでも、一応三次元に架橋し
ており、ゲル状物質３内部にせん断力を生し、これが抗
力として外力に均衡し、軸方向の抜は落ちやズレな防止
する。また、鉛直方向において、慣性体２の重さがゲル
状物質３を変形させようと作用するが、中央で拡大され
た隙間のゲル状物質３は、その両側の筋状の隙間しか逃
げ場がなく、このため、鉛直方向においても、変形は規
制される。

なお、ゲル状物質３をこのように介在させるにあたって
は、シャフト取付体ｌに慣性体２を遊嵌した上で、ダン
パー部分１２を下にして寝かせ、画体の隙間にゲル状物
質の原液を注入し、その後、加熱等して原液をゲル化さ
せれば良い。なお、原液の注入作業を減圧下で行えば、
注入が確実かつ敏速に行える。

ゲル状物質としては、針入度５０〜２００程度のものか
ら選ぶのが望ましく、さらに、物質の安定性やそのダン
ピング特性からして、シリコーンゲル、例えば、商品名
トーレシリコーンＣＦ３０２７（トーレシリコーン株式
会社製造）やＫＥ−１０５１（信越化学株式会社製造）
等を用いるのがさらに望ましい。また、特開昭６１−２
６８７５６号公報に開示されているような、シリコーン
ゲルに微小中空球体、例えば、フィライト（商標名・・
・日本フィライト株式会社製造）やエクスパンセル（商
標名・・・日本フィライト株式会社販売）等を混合して
なる複合されたシリコーンゲルを用いる時は特に効果的
である。

第３図ないし第６図は、シャフト取付体および慣性体に
形成する溝部のあり方や、この結果シャフト取付体のダ
ンパー部分と慣性体との間に形成される隙間の他の態様
を示すもので、第３図に示すものは、シャフト取付体１
のダンパー部分１２及び慣性体２′のそれぞれの周面全
体にＶ字状の溝８５１４．２４を形成したものであり、
また、その溝部で形成される隙間よりゲル状物質の一部
を隙間外に溢れ出さし、その溢れた分のゲル状物質の表
面には特開昭８１−５１０３５号公報や特開昭６２＝１
３８３９号公報中に開示された方法等により、非粘着性
のいわゆるスキン層３１を形成させて、軸方向の強度を
さらに増したものである。なお、このスキン層により、
軸方向の強度が増せるのは、何も、拡大された隙間を形
成した場合に限らない。

第４図に示すものは、ゲル状物質は、隙間が形成された
後、原液の状態で注入され、ゲル化して得られるのでは
なく、前もって角リング状のゲル状物質３２を別途の成
形型ζこて得ておき、まず、これを角沼２５を形成した
慣性体２に嵌め入れた上で、シャフト取付体１のダンパ
ー部分１２の角溝１５に嵌め入れるようにしたものであ
る。このため、シャフト取付体ｌのダンパー部分１２の
一部は分割自在であり、ゲル状物質３２を圧縮しながら
、本体に分割部＋２１を嵌め入れるようにしである。こ
の場合、分割部１２＋の外周を若干傾斜させておいたり
、ゲル状物質と接触する面には接着剤やブライマーを塗
布しておいても良い。このようにして、嵌め入れること
によって、ゲル状物質３２は、シャフト取付体１および
慣性体２のそれぞれに密着するとともに、過剰な圧力は
ゲル状物質３２をその余の隙間、即ち、両端の筋状の隙
間にこれを変形、溢れ出させる。なお、シャフト取付体
１を分割自在としたが、慣性体２でも良く、これは加工
方法や組み立て上の諸条件を考慮して決めれば良い。ま
た、この場合には、本体と分割部＋２１をｍＷしたり、
ネジ止めしたり、接着等して接合する。

また、第５図に示すものは、溝を円周面において同−深
さとせず、所々に形成したものであり、このため、ゲル
状物質が拡大されて介在される部分は、第６図に示すご
とく、円柱部３３が放射状に散在することとなる。その
他、矩形波状に介在させたりしても良く、また、慣性体
の重量やゲル状物質自体を選択することによって、ダン
ピング特性を種々目的にかなうように調整できる。

また、例えば、第１図の二点鎖線のごとく、シャフト取
付部を他側にも伝達側シャフト取付部ＩＪ′として設け
て、本慣性ダンパーにカップリングの機能を兼ねさせて
も良い。この意味で、本願明細書において、慣性ダンパ
ーとはカップリング部材をも含む概念である。

また、本発明慣性ダンパーに、塵等の付着防止のカバー
をさらに設けたりしても良い。

そこで、このようなｔｉ性ダンパーをステッピングモー
タ等のシャフトに取り付ければ、シャフトに発生した振
動波は、ゲル状物質３が慣性体２とシャフト取付体ｌと
の間に介在しているため、画体１．２間の相互運動の結
果として該ゲル状物質３を変形させるが、この際の変形
はシャフト取付体１と慣性体２との間の速度差に応じた
抵抗と角度差に応じた復元力を生じて、振動エネルギー
を吸収すべく作用し、シャフトの振動は速やかに抑えら
れるこことなる。この結果、セトリングタイムが早くな
り、オーバーシュートも少なくなり、低周波共振、中周
波共振の問題も解消されるようになる。

また、本発明慣性ダンパーによれば、シャフト取付体１
と慣性体２との間には幅方向で中央で拡大したゲル状物
Ｍ３が介在するので、軸方向からの外力はゲル状物質内
部にせん断力を抗力として生じさせ、軸方向の抜は落ち
やズレを防止できる。

このため、取り扱いが多少ラフにも行えるようになり、
優れた特性を維持することができる。さらに、オイルシ
ールのような厳密なシール機構は不要であり、また、材
質も樹脂等選択することが出来、簡易小型にも構成でき
、さらに、本慣性ダンパー自体をモータのローター内に
その一部として組み込むことさえ可能である。

発明の効果 以上、本発明によれば、シャフトに発生した振動波を、
シャフト取付体と慣性体との相互運動の結果たるゲル状
物質の変形で吸収することができるから、シャフトの振
動は速やかに抑えられろ。

したがって、次ぎの動作にすぐ移れるので、これを応用
した機器のさらなる高速化が図れることは勿論であり、
また、シャフト取付体と慣性体との間には幅方向の中央
で拡大したゲル状物質が介在し、軸方向から外力が加わ
るとゲル状物質内部に抗力を生じて、軸方向の抜は落ち
やズレを防止し、取り扱い時の安全が確保できることと
合いよって、いつまでも優れた特性を維持する事ができ
るφ ４　図面の説明 第１図は本発明慣性ダンパーの一実施例の横断面、第２
図は同正面図、第３図、第４図は他の実施例の横断面図
、第５図、第６図はゲル状物質の別の介在形態を示すさ
らに他の実施例の横断面図と縦断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シャフト取付体と慣性体とゲル状物質とを有し、シャフ
   ト取付体のダンパー部分と慣性体は遊嵌可能な内外径を
   有しており、その内外周面にそれぞれ幅方向の中央がへ
   こむ溝部を形成し、シャフト取付体と慣性体とを同芯円
   状に遊嵌するとともにこの溝部同士を対向させて、両体
   間に幅方向の中央で拡大する隙間を形成し、少なくとも
   この拡大した隙間にゲル状物質を介装し、シャフト取付
   体と慣性体とをゲル状物質で結合してなる慣性ダンパー
   。