JPH0386058A - 回転振動防止装置付きステッピングモータ - 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、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９図に示すよう
に応答し、各ステップごとに第９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７図およ
び第８図に示すように従来のステッピングモータａでは
、そのロータ軸すに回転振動防止装置Ｃを取付けている
。

この装置Ｃは、ロータ軸すの一端部にねじ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７図中ｉはロータ軸すの他端部
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、ロータ軸す
と、この軸す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ｅ２弾性体ｇ、および重りｆが、夫々ロータ軸
す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
モータのように小形化が進められているモータにおいて
は、第７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。

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。

また、上記回転振動防止装置Ｃは、ボスｅの中心孔とロ
ータ軸すとの嵌め合い遊びの分だけは、ねじｄのねじ込
みによって、ロータ軸すに対して重りｆが僅かながらも
必ず偏心することは避けられない。そのため、この偏心
に基づく回転振動防止装置の振れ回りにより、回転振動
防止効果が損なわれる傾向がある。

本発明、の目的は、重りの偏心を防止してモータの振動
および騒音を少なくできるとともに、小形で、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］ 上記目的を達成するために、本発明の回転振動防止装置
付きステッピングモータにおいては、回転振動防止装置
を、 中心部にロータ軸通孔を有してゴム状物質により所定の
厚みに形成され、一側面が、上記ロータのロータ軸より
も大径でこのロータ軸と一体ニ回転される固定部におけ
る上記ロータ軸と直交する方向に沿う端面に、接着層を
介して接着されて、上記ロータ軸と同心的に配置される
弾性体と、中心部に中心孔を有して所定の厚みに形成さ
れ、上記弾性体の他側面に接着層を介して接着されて上
記ロータ軸と同心的に配置され、上記ロータに慣性質量
を与える重りと、 この重りの上記中心孔に取付けられ上記ロータ軸に嵌合
するリング状の軸受とから形成したものである。

［作用］ 重りはロータに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、ロータ軸と一体に回転さ
れる固定部と重りとの間の弾性体が弾性変形する。すな
わち、ロータと重りとのト目互運動に対して、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
。その上、重りの中１１＞孔にリング状の軸受を取付け
て、この軸受をロータ軸に嵌合しているから、その嵌合
によりロータ軸に対する重りの偏心を防止できる。

そして、上記弾性体と重りとは、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、幅振動防止装置
の最大径、つまり、重りの径をノさくできる。しかも、
弾性体と重りとは夫々接三層を介して取付けられている
から、これらを成ノ型を用いて一体的に繋げる必要がな
いとともに、この回転振動防止装置のロータへの取付け
も容ｌにできる。

［実施例〕 以下、本発明の第１実施例を第１図から第４（を参照し
て説明する。

第１図中１はインナーロータ構造のバイブＩＪ　。

ト形のステッピングモータである。このバイブｌブト形
ステッピングモータ１の構造は従来公知σものと同様で
あり、以下に簡単に説明する。

符号２はステータで、その両側にはモータフレーム３．
４が夫々嵌合して設けられており、こｔらフレーム３．
４はステータ２のコア外周面をり部に露出させている。

モータフレーム３．４の４央部には軸受５が夫々取付け
られており、これζ軸受５を介してロータ６が回転自在
に取付けらｆている。

ロータ６は、ロータ軸７の中央部にロータ主部８を取付
けて形成されている。ロータ主部８はステータ２のコア
の内側に収納されており、これは、ロータ軸７の軸方向
に沿って着磁されたロータマグネット９の両側にロータ
コア１０．ｌｌを夫々接着させて形成されている。また
、ロータ軸７の一端部は一方のモータフレーム３から突
出されており、その端部にはロータ軸７よりも大径な出
力歯車１２が嵌着して取付けられている。

なお、第１図中１４は出力歯車１２に噛み合わされた負
荷側の歯車であり、また１５は上記モータ１の出力側を
収容する事務機器などのモータ取付は部である。このモ
ータ取付は部１５にはモータフレーム３の取付はフラン
ジ部３ａがボルト１６により固定されている。

次ぎに、ロータ６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２５について説明する。この防
止装置２５は出力歯車１２が取付けられたロータ軸７の
一端部側に取付けられている。回転振動防止装置２５は
、固定部２６と、弾性体２７と、重り２８と、軸受２９
とから形成されている。固定部２６と、弾性体２７と、
重り２８とは、以下説明するようにロータ６のスラスト
方向に沿って積層されて設けられている。

固定部２６は、ロータ軸７と一体に回転する部分であり
、この実施例の場合には、ロータ軸７に取付けた上記出
力歯車１２と、これに固定された固定板３０とから形成
されている。第２図に示すように出力歯車１２の一側面
には円筒状のかしめ部１２ａが設けられており、このか
しめ部１２ａに固定板３０を嵌合した後に、かしめ部１
２ａをかしめて第１図のように塑性変形させることによ
り、固定板３０はロータ軸７に対して直交する方向に沿
って固定されている。固定板３０は回転方向にアンバラ
ンスを生じない形状例えばリング形状をなして、軽金属
などにより形成されている。

なお、固定部２６として出力歯車１２を利用する構成に
おいて、その出力歯車１２が弾性体２７よりも大径であ
る場合には、そのかしめ部１２ａおよび固定板３０は省
略して固定部２６は形成される。

弾性体２７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、アクリルフオー
ム等のゴム状物質により、中心部にロータ軸通孔２７ａ
を有して所定の厚みに形成されている。この弾性体２７
の両側面には、接着層３１．３２が予め夫々付着されて
いる。接着層３１゜３２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図に示すように弾性体２７と接着層３１．３
２とは３層構造をなして形成されている。

この弾性体２７は、その一側面を、いずれが−方の接着
層（例えば接着層３１）を介して固定部２６のロータ軸
７と直交する方向に沿う上記固定板３０の端面３０ａに
接着させて、ロータ６と同心的に配置されている。

重り２８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２８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かできるとと
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６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２８は、金属や非金属などにより、中心孔２８ａを
有して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。重り２８の最大径は上記モータフレーム３
，４の外径寸法以下に形成されている。さらに、重り２
８は弾性体２７よりも大径に形成されている。

重り２８は、上記弾性体２７の他側面に接着層３２を介
して接着され、ロータ６と同心的に配置されている。

軸受２９は重り２８の中心孔２８ａに取付けられている
。この重り２８はリング状をなしているとともに、ロー
タ軸７に嵌合されて、ロータ軸２７に対する重り２８の
芯出しをなしている。なお、本実施例の場合、低コスト
に得るために、軸受２９には焼結含油合金製のものを採
用しているが、これに代えて球軸受を用いてもよい。

そして、上記固定部２６と軸受２９が固定された重り２
８とは、予め同心的に組立てられる。この回転振動防止
装置２５の組立ては、第３図に示すように中央部に位置
決め軸３５が起立された治具３６を用いて、その位置決
め軸３５に、まず出力歯車１２を嵌合させるとともに、
重り２８の中心孔２８ａに固定された軸受２９を嵌合す
る。次いで、第３図中矢印に示す方向に重り２８を加圧
移動させることにより、固定部２６と軸受２９とを接着
層３２を介して接着し、もって、組立てを完了する。

次ぎに上記第１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人力パルスを印加して励磁相を切
換えて行われる。そして、人力パルスが印加されるたび
に、ロータ６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の駆動において砥その
ロータ軸７に取付けられた回転振動防止装置２５の重り
２８は、ロータ６に慣性質量を与えている。そのため、
ロータ６が１ステップ角度ずつ回転するたびに、重り２
８とロータ軸７と一体に回転される固定部２６との間の
ゴム状物質型ノ弾性体２７が、弾性変形する。したがっ
て、ロータ６と重り２８との相互運動に対して、弾性体
２７の弾性変形に基づく抵抗が働く。この抵抗により、
ロータ６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６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７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。

その上、重り２７の中心孔２７ａに取付けたリング状の
軸受２９を、ロータ軸７に嵌合しているから、その嵌合
によりロータ軸７に対する重り２７の偏心を防止できる
。したがって、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、より少なくできる。

そして、このモータ１が備えた回転振動防止装置２５は
、その固定部２６と、弾性体２７と、重り２８とを、ロ
ータ６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２５の最大径、つまり、重り
２８の径を小さくできる。

したがって、この防止装置２５はモータフレーム３，４
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２５の弾性体２７および重り２
８は、ねじ部品などの固定具を用いることなく、出力歯
車１２に一体化された固定板３０に接着により取付られ
ているから、弾性体２７および重り２８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２７とその両側の接着層３１．３２
とは予め３層構造となっているから、固定板３０に対す
る弾性体２７の接着、およびこの弾性体２７に対する重
り２８の接着において、いちいち接着剤を塗布したり粘
着材を張付けたりする面倒がなく、弾性体２７の両側の
接着層３１．３２を介して容易に接着できる。したがっ
て、上記防止装置２５のロータ６への取付けを容易にで
きる。

勿論、既述のように弾性体２７および重り２８を接着し
て取付けているので、上記防止装置２５をロータ６に固
定するための固定部品を不用とできることは言うまでも
ない。

しかも、モータフレーム３とこれを貫通したロータ軸７
の端部に取付けられた出力歯車１２との間には、通常デ
ッドスペースが存在しているが、このスペースを利用し
て回転振動防止装置２５の弾性体２７、重り２８、軸受
２９、および固定板３０を配設したから、回転振動防止
装置１ｆ２５を設けることによって、モータ１の長さが
大きくなることがない。

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、ステッピングモータの一方のモータフレームの構造
、および回転振動防止装置の構造および配置が、上記第
１実施例と異なっており、その他の構成は上記第１実施
例と同様である。

上記第１実施例において説明したハイブリット形ステッ
ピングモータ１におけるモータフレーム３とロータコア
１０との間、およびモータフレーム４とロータコア１１
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４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
きくしである。

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４とロータコア１１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６
に慣性質量を与える重り３つと、軸受４０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６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通孔３８
ａを有しているとともに、アクリルフオーム等のゴム状
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８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
８の端面（本実施例の場合には、固定部として利用され
るロータコア１１の端面１１ａ）に接着させて、ロータ
６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３つ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、中心孔３９ａを有
して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、任意に得ることかできるとともに、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６
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６と同心的に配置されている
。

軸受４０は、リング状をなしているとともに、重り３９
の中心孔３９ａに取付けられている。そして、軸受４０
はロータ軸７に嵌合して、ロータ軸７に対する重り３９
の芯出しをしている。

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４６の回転速度変動に
対する減衰力を得ることができるとともに、重り３つの
ロータ軸７に対する偏心を軸受４０により防止できる。

したがって、ステッピングモータ１の振動騒音を少なく
できる。

その上、固定部としてロータ主部８を利用しているから
、回転振動防止装置ｉ！３５の部品点数が少なく構成が
簡単である。

そして、インナーロータ形のステッピングモータ１のモ
ータフレーム４とモータ主部８の端面１１ａ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３
５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７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とともに、上
記防止装置３５をモータフレーム４によって覆い隠すこ
とができる。

第６図は本発明の第３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、回
転振動防止装置の構造および配置が上記第２実施例と異
なっているので、以下その点についてのみ説明する。

ロータ軸７の出力歯車１２が取付けられた端部と反対側
の端部は、モータフレーム４から外に突出されており、
この端部に回転振動防止装置４１が取付けられている。

この装置４１は、固定部４２と、弾性体４３と、重り４
４、軸受４５とから形成され、軸受４５以外の各部品４
１〜４４は以下説明するようにロータ６のスラスト方向
に沿って積層されて設けられている。

固定部４２は円板状をなし、その中心孔をロータ軸７の
端部に嵌着して取付けられている。この固定部４２は、
ロータ軸７の軸方向と直交する方向に沿う端面４２ａを
有している。

弾性体４３は、その中心部にロータ軸２の端部が入込む
ロータ軸通孔４３ａを有しているとともに、回転方向に
アンバランスを生じない形状例えばリング形状をなして
いる。この弾性体４３はアクリルフオーム等のゴム状物
質により所定の厚みを有して形成されている。そして弾
性体４３の両側面には、接着層４６．４７が予め夫々付
着されており、これらは３層構造をなしている。接着層
４５．４６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。この弾性体４３は
、その一側面を、いずれか一方の接着層（例えば接着層
４６）を介して上記端面４２ａに接着させて、ロータ６
と同心的に配置されている。

重り４４はロータ６に慣性質量を与えるために設けられ
ている。この重り４４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のトル
ク、およびロータ６の慣性の大きさに応じて適宜決定さ
れるものである。

この重り４４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４４も回転方向にアンバランスを生じな
い形状、例えば中心孔４４ａを有した円板形状をなして
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４４の最大径は上記モータフレーム３．４
の最大外径寸法以下に形成されている。

さらに、この重り４４は弾性体４３よりも大径に形成さ
れている。また、重り４４は上記弾性体４３の他側面に
接着層４７を介して接着され、ロータ６と同心的に配置
されている。

軸受４５は、リング状をなしているとともに、重り４４
の中心孔４４ａに取付けられている。そして、軸受４５
はロータ軸７に嵌合して、ロータ軸７に対する重り４４
の芯出しをしている。

このような回転振動防止装置４１付きのステッピングモ
ータにおいては上記第１実施例で説明した既述の作用と
同等の作用を得ることができ、それにより本発明の所期
の目的を達成できる。

なお、本発明は上記各実施例に制約されるものではない
。例えば、粘着材を含んだ接着層または粘着材のみから
なる接着層を用いる場合には、粘着材がその粘性により
弾性体と同様に機能するので、回転振動をより有効に抑
制できる。勿論、接着層は接着後に硬化する接着剤によ
り形成してもよい。

さらに、接着層と弾性体とは予め３層構造となっていな
くてもよく、接着層は弾性体および重りの取付は時にい
ちいち塗布して設けるようにしても差支えない。

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］ 以上説明したように本発明によれば、軸受によりロータ
軸に対する重りの偏心を防止して、ロータと重りとの相
互運動に対し弾性体の弾性変形に基づく抵抗を働かせて
、ロータの回転速度変動に対する減衰力を得ることがで
きるので、振動および騒音を少なくできる。そして、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。また、弾性体と重りとは夫々接着に
より取付けられるから、回転振動防止装置の製造が簡単
であり、そのロータへの取付けも容易にできる。

【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、ｍ１図
はステッピングモータの縦断側面図、第２図は回転振動
防止装置を分解して示す断面図、第３図は回転振動防止
装置の組立て例を示す断面図、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
施例に係るステッピングモータの縦断側面図である。ｍ
６図は本発明の第３実施例に係るステッピングモータを
一部断面して示す側面図である。第７図および第８図は
従来例を示し、第７図は一部を断面して示すステッピン
グモータの側面図、第８図は回転振動防止装置の斜視図
、第９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。 ６・・・ロータ、７・・・ロータ軸、８・・・ロータ主
部、１１・・・ロータコア（固定部）　２６・・・固定
部、３０・・・固定板（固定部）、２５□　３５．４１
・・・回転振動防止装置、ｌｌａ、３０ａ、４２ａ・・
・端面、２７．３８．４３・・・弾性体、２８，３９．
４４・・・重り、２７ａ、３８ｇ、４３ｇ・・・ロータ
軸通孔、２８ａ、３９ａ、４４ａ・・・中心孔、４２・
・・固定部、３１．３２，３６，３７，４６．４７・・
・接着層、２９．４０．４５・・・軸受。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロータに回転振動防止装置を取付けたステッピングモー
   タにおいて、 上記回転振動防止装置を、 中心部にロータ軸通孔を有してゴム状物質により所定の
   厚みに形成され、一側面が、上記ロータのロータ軸より
   も大径でこのロータ軸と一体に回転される固定部におけ
   る上記ロータ軸と直交する方向に沿う端面に、接着層を
   介して接着されて、上記ロータ軸と同心的に配置される
   弾性体と、中心部に中心孔を有して所定の厚みに形成さ
   れ、上記弾性体の他側面に接着層を介して接着されて上
   記ロータ軸と同心的に配置され、上記ロータに慣性質量
   を与える重りと、 この重りの上記中心孔に取付けられ上記ロータ軸に嵌合
   するリング状の軸受と 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。