JPH0572970B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、ステツプモータ等のDCモータを
駆動源とする機器の振動検出方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般にステツプモータは、入力信号の電気パル
スをこれに対応する回転変位に変換する装置であ
つて、その概略構造と作動原理を第３図および第
４図ａ，ｂに基づいて説明する。即ち、第３図に
おいて１はロータであり、このロータ１には永久
磁石が設けられている。一方、ステータ６にはコ
イル２が巻かれた複数の磁極が設けられており、
コイル２はφの位相差をもつてＡ、Ｂ相に巻かれ
たものが、周方向へ複数組（但し第３図では２組
のみ示す）設けられている。

そして、該ステツプモータＭは、第４図ａに示
すようにＡ相への１パルスの信号入力からＢ相へ
の１パルスの信号入力へと転流すると、第３図に
示すモータ自身の構造で定まる一定角度φだけロ
ータ１が回転運動を行なう。ロータ１を回転させ
たときの回転角の時刻歴は、例えば第４図ａに示
すような各相間での１パルス毎の励磁電流の切換
に応じて第４図ｂに示す如く一定時間毎に回転角
が増加するように階段状となる。

このため、ロータ１の回転速度変動が大きく、
該ロータ１の振動が機器のフレーム等へ伝播して
騒音発生の原因となることがある。そしてこの場
合、ロータ１における回転方向の前後振動の周波
数はステツプモータＭを駆動する際の励磁周波数
だけではなく、多数のスペクトルをも含むことと
なる。

即ち、ステツプモータＭの巻線に流れる矩形波
電流は、正弦波の重ね合わせからできているため
に、多くの高調波成分を含んでいるからである。

例えば２相励磁の場合と、１−２相励磁の場合
のステツプモータステータの振動スペクトルはそ
れぞれ第５図ａ，ｂに示すように励磁周波数f₂、
f₁₂の他に多数のスペクトルを含む複雑なものと
なる。更に、ステツプモータＭを駆動源とする機
器に軸受等ガタを含む場合は、騒音を構成する周
波数成分は更に複雑なものとなり、機器の各部で
共振し、どの部位から騒音が発生しているかの見
当をつけるのが容易ではない。

〔発明の目的〕

この発明は上記問題に鑑みなされたもので、そ
の目的とする処は、ステツプモータ等のDCモー
タを駆動源とする機器の振動騒音対策を容易化す
ることができる振動検出方法を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

上記目的を達成すべく本発明に係る振動検出方
法は、機器の駆動源として設けられたDCモータ
の少なくとも１相に正弦波電流を通電して前記
DCモータを加振し、前記DCモータの加振により
生じる前記機器の振動を検出することを特徴とし
ている。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかな如く本発明によれば、
DCモータの少なくとも１相に正弦波電流を通電
してこれを正弦波的に加振するようにしたため、
振動の発生箇所を周波数をパラメータとして選択
して発生させ特定することができる。このため、
機器各部へ伝播され騒音として発生する振動箇所
が実運転時に比較して選択的となり、発見が容易
となつて振動騒音対策上極めて有利となる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１図は本発明の実施例に係る振動検出装置の
構成を示すブロツク図であり、該振動検出装置は
第２図ａに示す正弦波電流を発振する正弦波発振
器３、周波数カウンタ４及び電力増幅器５からな
る加振装置７を備えている。

尚、この振動検出装置には、加振装置７と独立
して機器の振動（騒音）を検出する従来からある
公知の振動計、騒音計等の振動検出手段（図示省
略）が設置されている。

そして、加振装置７は図示の如くステツプモー
タＭのステータコイル２の１相のみに接続されて
おり、前記加振装置７の接続、離脱は、コネクタ
Ｃによつて行なうことができる。振動検出時、ス
テツプモータＭはこれによつて駆動される機器、
例えば複写装置のプラテン８に連結したままとす
る。すなわち、ステツプモータＭは複写装置の図
示しないフレームに固定され、ロータ１はタイミ
ングギヤ９，１０、タイミングベルト１１を介し
てプラテン８に連動連結されている。

ステツプモータＭに機器を駆動するための駆動
電流（矩形波電流）を流すモータ駆動回路と、ス
テツプモータＭのステータコイル２に正弦波電流
を流す加振装置７との電気的な切換えは切換えス
イツチ（図示省略）で任意に行うことができる。
即ち、通常の複写装置を使用する時は、ステツプ
モータＭのモータ駆動回路からの駆動電流（矩形
波電流）を流すように切換えスイツチ（図示省
略）で切換えを行い、複写装置の振動を検出する
時は、ステツプモータＭに加振装置７からの正弦
波電流を流すように切換えスイツチ（図示省略）
で切換えを行う。

以上において、正弦波発振器３から電力増幅器
５を経てステツプモータＭのステータコイル２の
少なくとも１相に交番電流として第２図ａに示す
ごとき正弦波電流を通電すると、ロータ１は連続
的に回転せず、第２図ｂに示すように、回転角０
を基準に、ロータ１の回転角を時刻と共に正弦波
的に増減するためロータ１に回転方向の往復振動
を生ずる。そして、この振動はタイミングギヤ
９，１０、タイミングベルト１１を介して複写装
置の各部へ伝播する。

ところで、複雑な機構をもつ機器の振動応答は
一般に周波数の関数であり、しかも局所的である
が、実運転時のステツプモータによる加振力は多
くの周波数成分を含むため、機器の振動発生箇所
が多くなる。尚、上記したステツプモータＭは、
DCモータに含まれている。

本発明の実施例のように正弦波電流をステツプ
モータＭに通電することにより、加振力の周波数
も単一となり、機器の振動発生箇所が限定され、
発生箇所の発見が容易となる。そして、振動検出
手段（図示省略）により発生している機器の振動
を検出して、振動発生箇所を特定する。尚、振動
検出手段を設けない場合には、オペレータが騒音
を直接耳で聴くことで振動発生箇所を特定するこ
とができる。

即ち、正弦波電流の周波数をパラメータとして
変化させることで振動の発生箇所を特定すること
ができる。例えば、実運転時に別途用意した振動
測定装置で問題となつてるいくつかの振動周波数
を検出しておく。この場合、複数の周波数による
振動が装置全体で起つているため、どこの箇所か
ら問題となる振動が起つているのかは確認できな
い。そこで、正弦波発振器３の周波数を周波数カ
ウンタ４の表示によりステツプモータＭの励磁周
波数又は騒音として、問題となつている検出周波
数に予め調整しておく。そして、上記のように正
弦波的な振動を起こせば、予め正弦波発振器３で
調整した周波数の振動のみが装置のいずれかの箇
所で起り、これを容易に確認することができる。
ついで、この確認を予め検出した周波数毎に行な
えば、問題となる周波数の振動箇所が全て容易に
確認できる。また、ステツプモータＭの支持部分
はそのままにして、タイミングベルト１１を取外
した状態にてこの振動検出装置を用いれば、ステ
ツプモータＭのロータ１の回転に伴う反力がステ
ータコイル２に加わり、ステツプモータＭの支持
部を介して伝播される状態が再現できるため、支
持の良否の判断が容易となる。なお、この発明は
上記一実施例に限定されない。例えば、正弦波発
振器３に目盛等が付いていれば、周波数カウンタ
４は省略できる。また、正弦波発振器３の容量が
大きければ増幅器５は省略できる。さらに、加振
装置７による正弦波電流の通電はステツプモータ
Ｍの２相以上に行なうようにも構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る振動検出装置
の構成を示すブロツク図、第２図ａ，ｂは本発明
の実施例によりステツプモータを加振したときの
電流波形とロータの回転角を説明した図、第３図
はステツプモータの作動原理を説明するためにス
テツプモータの構造を模式的に示す図、第４図
ａ，ｂはステツプモータの作動原理を説明するた
めに各相に流れる電流波形とロータの回転角を示
す図、第５図ａ，ｂはステツプモータを通常の駆
動回路で回転させたときのステータの回転方向振
動加速度スペクトルを示す図である。 ７……加振装置、Ｍ……ステツプモータ（DC
モータ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機器の駆動源として設けられたDCモータの
   少なくとも１相に正弦波電流を通電して前記DC
   モータを加振し、前記DCモータの加振により生
   じる前記機器の振動を検出することを特徴とする
   振動検出方法。