JPH02240440A - 慣性ダンパ - 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】 （発明の目的） 〈産業上の利用分野〉 本発明は０ＡｔＪ３１器や各種の自動生産機器等の駆動
源として多用されるようになったステッピングモータに
組み付けられ、このものにおけるステップ応答時の振動
防止や回転シャフトの過渡的振動防止のための慣性ダン
パに関するものであって、特にその耐久性の向上を図っ
た新規な構造に係るものである。

〈発明の背景〉 正確な駆動や迅速な停止、発進等に優れた機能を発揮す
るステッピングモータはその原理上、回転開始の立ち上
がり時における過渡応答が振動的になり易く、更には駆
動電源の一定周波数域における共振等の不安定現象から
回転が円滑になし得なくなるなどの障害があるため、こ
れらステンビングモータによる駆動を行う場合にはこれ
に対処する機構を不可欠とする。このようなことからす
でに本出願人は吸振性の優れたゲル状物質の性状に着眼
し、これらを利用した慣性ダンパを開発し前記技術課題
の解決を見ている。ところでこれらは通常シャフト取付
体と慣性体とゲル状物質とを有し、前記シャフト取付体
と慣性体とがゲル状物質を介して相互に吸振的に結合し
ている構成をとり、シャフト取付体をモータの回転軸に
取り付けるようにして用いているが、種々の運転状況下
で充分な耐久性を発揮することが求められている。とこ
ろで目下試行されているタイプは第７図に示すようにシ
ャフト取付体１０’と慣性体２０’とゲル状物質３０′
とを具え、このシャフト取付体１０′と慣性体２０′と
がこのゲル状物質３０′を介して相互に吸振的に結合し
ているものであつて、慣性体２０′とシャフト取付体１
０’とは円環状を成す慣性体２０′の内周面側とシャフ
ト取付体１０’におけるボス１２′との間にゲル状物質
３０’が介在して両者を吸振的に結合している。このよ
うなタイプにあってはゲル状物質３０′が形成される面
積は比較的小さいから、微妙な振動を吸振したりする場
合には極めて高い性能を発揮するものであるが、運転状
況によっては更に吸収、収束を要求される振動エネルギ
ーがより過大な場合もあり、このような場合には吸振性
能はともかくとして、耐久性の点で必ずしも満足し得な
い場合も生じていた。

く開発を試みた技術的事項〉 本発明はこのような背景に鑑みなされたものであって、
過大な負荷を受けるような運転状況下にあっても、充分
な耐久性を発揮する慣性ダンパの開発を試みたものであ
る。

（発明の構成） 〈目的達成の手段〉 即ち本出願に係る第一の発明たる慣性ダンパは、シャフ
ト取付体と慣性体とゲル状物質とを具えて成り、前記シ
ャフト取付体と慣性体とは前記ゲル状物質を介して相互
が吸振的に結合して成る部材において、前記シャフト取
付体にはその外周側に周覆部を形成することによって、
その内側に慣性体を収納状態に取り付ける受入部を形成
し、且つ前記慣性体とシャフト取付体とは慣性体外周面
と周覆部内周面との間にゲル状物質を介在させて相互に
吸振的に結合していることを特徴として成るものである
。

また本出願に係る第二の発明たる慣性ダンパは前記要件
に加え、前記シャフト取付体における周覆部は、シャフ
ト取付体におけるボスに直接組み付けられる保持体の一
部を成す外覆板と、この内側に組み込まれる内スリーブ
とより成り、前記慣性体はゲル状物質を介して内スリー
ブと吸振的に結合していることを特徴として成るもので
ある。

更にまた本出願に係る第三の発明たる慣性ダンパは前記
要件に加え、前記内スリーブと慣性体とは予め別工程で
ゲル状物質を介して吸振的に結合されてユニット化され
、このユニットがシャフト取付体における保持体の一部
を成す外覆板の一部に組み込まれて成ることを特徴とし
て成るものである。

これら構成により前記目的を達成しようとするものであ
る。

〈発明の作用〉 本発明は慣性ダンパにおけるシャフト取付体に受入部を
形成して、そこに慣性体を収めるように構成し、且つ慣
性体の外周側とシャフト取付体における周覆部内側との
間にゲル状物質を介在させるようにしたから、ゲル状物
質の作用面積が大きくなり、その耐久性が著しく向上し
た。

〈実施例） 以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する
。符号ｌは本発明たる慣性ダンパであって、このものは
第１図に示すように一例としてステッピングモータ２に
対して取り付けられる。具体的にはステッピングモータ
２の一方に延長される駆動軸３と実質的に同軸であって
、例えばその反対方向にこれを更に延長するようにして
形成した部分を慣性ダンパ取付軸４とし、この部位に取
り付けるようにする。勿論ステッピングモータ２の外筺
内に慣性ダンパ１を内蔵することもできる。因みにこの
ような起動時における慣性等が問題となる駆動源、例え
ば他のタイプの電動機、内燃機関、油圧モータ、エアモ
ータ等においても必要であれば通用することができる。

以下この慣性ダンパ１について説明すると、このものは
大別するとシャフト取付体１０と慣性体２０とゲル状物
質３０とを有して成る。

まず第１．２図に示す実施例について述べると、シャフ
ト取付体１０はアルミ合金等の金属、あるいはエンジニ
アリングプラスチック等の合成樹脂、セラミック等の材
料から成り、−例として慣性体２０とゲル状物質３０と
を直接収納状態に取り付ける保持体１）とボス１２との
三部品が結合されて構成される。この保持体１）とボス
１２とを一体化するには両者をプレス圧入してもよいし
、圧入した後、溶接により固着するか、あるいは他のボ
ルト等を螺合させる部分を形成しておいてそれらによる
固着手段をとるなど適宜の手法がとり得る。まず、保持
体１）はボス１２が組み込まれる部分を円孔状に開放さ
せた環状のものであって、その周縁に周覆部１）Ａを形
成することにより、実質的にその内側に受入部１３を形
成する。そしてボス１２はその中央にステッピングモー
タ２の慣性ダンパ取付軸４を受は入れるシャフト受入孔
１４を穿孔させるとともに、これに直角に向かうように
メネジを刻設したロックボルト孔１５を設け、更にこの
ものにロックボルト１６を複合させてステッピングモー
タ２に取り付けられるように構成する。尚シャフト取付
体１ｏにおける保持体１）の開放側の端部には蓋板１７
を設けるようにしてもよい。このような蓋板１７を設け
るときには、慣性ダンパ１の内部構成部品を密閉するこ
とができ、これによって内部への粉塵の侵入を防ぎ、ま
た内部のゲル状物質３０から分離するガス成分、オイル
成分の外部への飛散がなく、これによる電気接点への悪
影響を避けることができる。このような取付体１０に対
しその受入部１３に慣性体２０が設けられるものであっ
て、両者の間、即ちシャフト取付体１０の受入部１３と
慣性体２０との間がゲル状物質３０により結合される。

勿論、慣性体２０はこの実施例では受入部１３が円環状
の凹陥したスペースであることに因み、同様に円環状の
形状をとる。勿論ボス１２が受入部１３側に突出してい
ないタイプのものにあっては慣性体２０は円盤状のもの
でもよい。そして本発明の特徴的構成として前記ゲル状
物質３０は受入部１３を形成する周覆部１）Ａの内周面
と、慣性体２０の外周面との間に介在して、慣性体２０
とシャフト取付体１０とを吸振的に結合させる構成をと
る。このゲル状物質３０は針入度５０〜２００程度のも
のが望ましく、更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ＣＦ５０２７　（）　−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）や更には
これらをＷ１ｍ粉粒の煙霧状シリカで強化したもの等を
用いる。

また特開昭６１−２６８７５６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、例えば商品名フ
ィライト　（日本フィライト株式会社製造）やエクスパ
ンセル（日本フィライト株式会社販売）等を混合して成
る複合されたシリコーンゲルを用いることもできる。ま
た前記トーレシリコーンＣＦ３０２７タイプ等のシリコ
ーンゲルの単独の原液は、第７図に示す従来型にあって
は要求される性能を充分発揮し得ないが、本発明のよう
に構成した場合には強度面（耐久性）減衰特性の面で充
分な性能を発揮する。勿論シリコーンゲルの原液を単独
使用すれば製造工程がより簡略化でき、コストダウンに
寄与する。

このような実施例にあってはシャフト取付体１０が保持
体１）とボス１２との二部材で構成されているから、こ
れらを適宜選択的に組み合わせることにより、種々の仕
様のものが製造し得る。尚このゲル状物質３０を慣性体
２０の外周面と周覆部１）Ａの内周面との間に介在させ
る手法としては慣性体２０を受入部１３内にやや浮き上
がり状態に支持した状態で仮組みし、この状態で充填す
べき空間に未硬化のゲル状物質を流し込むようにし、し
かる後これを加熱硬化させてもよいし、あるいは予めシ
ート状に成形されたゲル状物質３０を帯状に切断して慣
性体２０の外周に巻き付けるような形で組み付けるよう
にしてもよい。

更に慣性ダンパ１の具体的な構造については種々の実施
例がとり得る。まず第３図に示す実施例はすでに述べた
第１．２図の実施例とは異なり、周覆部１）Ａの内側に
ゲル状物質３０を介して慣性体２０を組み込むにあたっ
て、あたかも周覆部１）Ａを二層構造とする実施例であ
る。即ち周覆部１）Ａはこれを構成する一部として外覆
板１）Ｂとし、これと別体にこの内側に密に内嵌めされ
る内スリーブ１日とによって周覆部１）Ａが構成される
ようにしたものである。このようにするときには、製造
する場合において内スリーブ１８と慣性体２０とを予め
組み合わせ、その間にゲル状物質３０を充填するように
して別途組み立てておき、そのユニットＵを保持体１）
における外覆板１）Ｂの内側に挿入するとともに、例え
ば奥部の位置決め段部１）Ｃに当接させて内嵌め状態に
構成する。因みにこのようにした場合には保持体１）側
を定寸規格としておき、慣性体２０を適宜選択すること
により種々のダンピング特性を有する仕様の異なる慣性
ダンパ１をより合理的に製造し得る。またユニットＵと
して別途製造するにあたっては、例えば慣性体２０を浮
き上がり状態に支持せずに、内スリーブ１８と共に定磐
等の上に横置き状態にして未硬化のゲル状物質３０を注
入すればよいから、製造工程がより簡略なものとなる。

更に第４図に示す実施例は保持体１）と慣性体２０との
対向する面、即ち周覆部１）Ａの内周面と慣性体２０の
外周面との間に適宜の突起１９ａ、１９ｂを設けてあた
かもゲル状物質３０がジグザグ状に配設されるような状
態として異なるダンピング特ｆ生を得るようにしたもの
である。

更にまた第５図に示す実施例はゲル状物質３０の配設面
積をシャフト取付体１０の有効径を増大せずにより大き
く確保することができるようにしたものであって、保持
体１）の周覆部１）Ａと慣性体２０の外周面を共にテー
バ状に構成し、いわゆるコーンタイプとしたものである
。

更にまた第６図に示す実施例は、例えば第３図に示す実
施例のように周覆部１）Ａが外ｒｉ板１）Ｂと内スリー
ブ１８とによって構成されるようなタイプのものにおい
て、内スリーブ１８と慣性体２０との組み合わせから成
る。ユニッ）Ｕを適宜の枚数組み込み得るようにしてお
き、要求される仕様に応じたダンピング特性を有する慣
性ダンパが得られるようにしたものである。

本発明たる慣性ダンパ１は以上述べたような種々の具体
的な構造を有するものであり、これを用いるには常法に
従い、第１図に示すように例えばステッピングモータ２
の慣性ダンパ取付軸４にこれを固定して用いる。このよ
うに取り付けた後ステッピングモータ２を起動させると
、例えば起動時に過渡的に生ずる撮動等を慣性体２０と
ゲル状物質３０との作用により有効にそのエネルギーを
吸収し、起動に伴う振動を迅速に収斂させ、また中間周
波数における共振による回転停止を起こさせずに安定し
た回転上昇を図るのである。

（発明の効果） 本発明は以上述べたように慣性ダンパ１のダンピング作
用を直接担う部材である慣性体２ｏと、ゲル状物質３０
との組み合わせを行うにあたり、ゲル状物質３０を慣性
体２０の外周部と、保持体１）における周覆部１）Ａの
内面との間に介在させるようにしてゲル状物質３０の配
設面積を増大させたから、ゲル状物質３０の単位面積当
たりの耐荷重が小さくなり、製品の耐用時間が第７図に
示すような従来例と比べ格段に向上した。これを具体的
に表としてまとめると下表のとおりである。

く本発明と従来型との性能仕様比較表〉即ちシャフト取
付体１０及び慣性体２０の質量等は同一の条件で、一定
のサイクルで往復させたり、同方向に一定あるいは異な
るタイミングで回転させたりする同一条件の負荷試験を
行ったものである。この表かられかるように収斂性能を
決定するいわゆる振動の収斂時間たるセトリングタイム
については、本発明も従来型もほぼ同一の性能が発揮さ
れている。またパルスモータにおける中間周波数の共振
も発生しない。また本発明が特に目的とした耐久性の向
上は同一の負荷試験で行った場合において、従来型より
　１００倍以上の耐久性を発揮した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の慣性ダンパを通用したステッピングモ
ータを示す斜視図、第２図は同上慣性ダンパの分解斜視
図、第３図は周覆部を二層構造とした慣性ダンパの実施
例を示す斜視図、第４図はゲル状物質をジグザグ状に配
設した実施例を示す横断面図、第５図は外周面をテーパ
状に構成した実施例を示す縦断面図、第６図は第３図に
示す実施例におけるユニットを複数枚組み込んだ実施例
を示す縦断面図、第７図は従来の慣性ダンパを示す斜視
図である。 １；慣性ダンパ ２；ステッピングモータ ３；駆動軸 ４；慣性ダンパ取付軸 １０；シャフト取付体 １）；保持体 １）Ａ；周覆部 １）Ｂ；外覆板 １）Ｃ；位置決め段部 １２；ボス １３；受入部 １４；シャフト受入孔 １５；ロックボルト孔 １６：ロソクポルト 】７；蓋板 １８；内スリーブ １９ａ　ｓ　１９ｂ　；突起 ２０；慣性体 ３０；ゲル状物質 Ｕ；ユニット 第６図 １）Ａ 平成 １年 ４月１ 日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シャフト取付体と慣性体とゲル状物質とを具えて
   成り、前記シャフト取付体と慣性体とは前記ゲル状物質
   を介して相互が吸振的に結合して成る部材において、前
   記シャフト取付体にはその外周側に周覆部を形成するこ
   とによって、その内側に慣性体を収納状態に取り付ける
   受入部を形成し、且つ前記慣性体とシャフト取付体とは
   慣性体外周面と周覆部内周面との間にゲル状物質を介在
   させて相互に吸振的に結合していることを特徴とする慣
   性ダンパ。
2. （２）前記シャフト取付体における周覆部は、シャフト
   取付体におけるボスに直接組み付けられる保持体の一部
   を成す外覆板と、この内側に組み込まれる内スリーブと
   より成り、前記慣性体はゲル状物質を介して内スリーブ
   と吸振的に結合していることを特徴とする請求項１記載
   の慣性ダンパ。
3. （３）前記内スリーブと慣性体とは予め別工程でゲル状
   物質を介して吸振的に結合されてユニット化され、この
   ユニットがシャフト取付体における保持体の一部を成す
   外覆板の一部に組み込まれて成ることを特徴とする請求
   項２記載の慣性ダンパ。