JPS619156A - ステツピングモ−タのダンパ - 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】 （産業上の利用分野） ステッピングモータの低速から高速域での駆動に際して
現われる共振や不安定現象を押えるためのステッピング
モータのダンパに関する。

（従来の技術） 従来から、連続的に間欠動作をするステッピングモータ
を使用する場合、決められた位置に、いかに早く、シか
も正確にステ・ソビ／グモータを停止させることができ
るかが重要な問題となっている。

また運転時においては、ステッピングモータが入力パル
スに正確に追従しているかどうか、振動を少なくシ、な
めらかに回転させ、振動によるトルク損失を減らすよう
にし、さらによシ高速に回転し、そして高い加速性を得
ること等が重要な要素とされている。

これらの点から、ステッピングモータの回＆動作を正確
に且つ、高速に行なうためには、その動作中に起こりう
る共振や不安定現象をなくすことが必要である。このた
めには、ステッピングモータの過渡応答特性の整定時間
（第９図参照）を短縮することにより、減衰運動を敏速
に押える必要がある。

そこで、その一つの対策として考え出されたものにステ
ーＩピングモータ用ダ／パと呼ばれるものかあシ、オリ
エンタルモータ社のカタログに記載された粘性慣性ダン
パ（第７図）と磁気結合慣性ダンパ（第８図）がよく知
られている。

粘性慣性ダンパはステッピングモータのモータ軸２に制
動トルクがか′かると、モータ軸２に固定されたロータ
３が減衰振動して停止するが、このとき慣性体４はそれ
自体の慣性によシ等速で回転しようとするので、ロータ
３が減衰振動した場合には、ロータ３と慣性体４との間
に速度差が生じる。しかし、ダ、ンパ内には粘性油１０
・　が充填されているため、速度差に比例した粘性抵抗
が生じて振動を吸収する。

また、磁気結合慣性ダンパは粘性油１０の代りに磁気に
よる摩擦を利用したもので、円板４に固定された永久磁
石１）を慣性体として作用させ、ファイバー等の原振部
材１２を介してロータ３に吸着する。このためステッピ
ングモータを停止させたとき、上記と同様の理由で、ロ
ータ３の減衰振動を摩擦熱に変換して吸収するものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらのダンパはロータと慣性体との間
に生ずる相対的な速度差を粘性油や磁気による摩擦抵抗
として間接的に吸収する。

また速度差を必要とするため慣性体の質量をかなり大き
くしなければならない。更に、この慣性体の質量が大き
いことにより、ステ・ソビングモータの始動時の応答が
遅くなる。したがって、ステッピングモータ１回転当り
のステップ数の多い、即ちステップ角度の小さいものに
対する応答としてはダンパの減衰効果が鈍く精度が悪い
。

このため、次のステップ動作時に、前のステップの減衰
振動を押えることができずに振動が重な、す、共振や不
安定現象を生じ、より高い位置決め精度を要求するステ
ッピングモータとしては役立たなくなるという問題があ
った。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、ステッピングモータに起こる共振や
不安定現象を敏速に押えることであって、過渡応答特性
の整定時間を極力、１）０１“６・　　　　　　　　　
　ず（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、ステッピングモー
タのモータ軸に固定するフランジ部と、前記モータの過
渡応答における振動を抑制させる慣性体とを弾性部材を
介して固着したことを特徴としている。

（作　用） この構成とすることによシ、ステッピングモータの回転
を停止させた時に、フランジ部と慣性体は弾性部材で固
着されているので、慣性体に加わる慣性によって弾性部
材に蓄えられた回転力はそっくりそのまま弾性部材の反
発力、すなわち逆転力として作用するので、ロータの減
衰振動の波を打消すように働かせることができ、過渡応
答特性の整定時間を短かくできる。

また従来のダンパ以上に、振動エネルギーを弾性部材に
吸収させると共に、積極的にロータに対して逆回転力を
与えて振動を打消そうとするので、慣性体が小さくても
十分にダンパ効果を発揮できる。

（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示す本発明の一実施例であるダンパ１は、ステ
ッピングモータのモータ軸２に挿入して固定され“る７
９７２部３と、そのフランジ部３の外径とほぼ同径の円
板である慣性体４とを対面させ、その間に適宜数の弾性
部材５を接着剤により固着させたものか、ら成っている
。

７９７９部６は、その一端側に円筒取付部３ａを有し、
この円筒取付部３ａはモータ軸２を挿入するための貫通
孔６がその軸心に設けられ、円筒取付部３ａの外周から
軸心に向って貫通孔６に直交するネジ穴７が穿設されて
いる。

このネジ穴７に止めネジ８を螺合させて締付けることに
よシ、円筒取付部３ａ内の貫通孔６に挿入されたステッ
ピングモータのモータ軸２が固定される。。

また慣性体４は所定の幅で軸心には大径の逃げ穴９を有
している。この逃げ穴９は同一の質量を持った慣性体に
おいて、その慣性が有効に働くように軸心から離れた慣
性体の外周縁部４ａを残すように設けたものである。

７９７２部３と慣性体４の間に固着される弾件部材は通
常の天然ゴムあるいは合成ゴムを使用し、フランジ部６
および慣性体４の外周縁部４ａで軸心から半径方向にほ
ぼ等距離の位置に固定され、且つ等間隔で適宜数設けら
れている（図では４個表示されている。）。

これは同一の回転角に対してフランジ部５および慣性体
４の軸心側よりも外周縁部４ａの方がその移動範囲が大
きいためである。

なお、図中ではモータ軸２が円筒取付部３ａの貫通孔６
を通り、慣性体４の逃げ穴９にまで伸びているが、モー
タ軸２は円筒取付部３ａ内に固定されていればよく、７
９７９部３および慣性体４の逃げ穴はなくてもよい。

また、フランジ部６と慣性体４の対面する部分の全体を
弾性部材５でもって、固着することもできる。この場合
には、ゴム等の硬度は第２図の実施例に比し低くする必
要がある。これに対し、前記実施例では、弾性部材５が
ある所定の幅を有し、四方に拡がることができ、ゴムの
柔軟性を維持するので、慣性体の回転力あるいはフラン
ジ部３の振動に対して敏速な応答が得られることに力る
。

この実施例の作用を述べると、ステッピングモータを１
パルス進めたとき、モータ軸２はある減衰振動を起こす
。この減衰振動は円筒取付部３ａにも伝播する。このと
き、弾性部材５を介して固着された慣性体４は慣性によ
って回転するが、弾性部材５によってその動きを規制さ
れる。慣性体４の慣性による回転力は弾性部材５にねじ
り力として吸収される。

弾性部材５に働くねじシカは、元に戻ろうとする性質を
有するので、慣性体４に逆回転力を生じさせる。

この逆回転力は、第９図による正転方向の減衰振動に対
して、逆方向の反発力を、また逆転方向の減衰振動に対
しては、正方向の反発力により、ステップ角に対する振
動を減少させ、敏１′″□ｆ″ｒｔｎｆｘ’＞ｆ）Ｔ！
・ＡＲＥ８Ｋ”７）ｍ＆　Ｒｖ１間を短縮できる。

第６図ないし第５図は他の実施例を示すもので、慣性体
４はフランジ部３の外周上にあシ、大径の慣性体４の内
周と小径のフランジ部３の外周との間に弾性部材５を焼
付けて設けたものである。

弾性部材５はフランジ部、３と慣性体４の間に挾まれた
円周上全体に設けた環状体の弾性部材５ａ（第４図参照
）あるいはいくつかの区分けされた弾性部材片５ｂ（第
５図参照）のうちどちらでも使用可能である。

この実施例では、前記の実施例に比較して、慣性体４を
フランジ部５の外周外側に設けているので、ダンパの全
長を短かくすることができ、また慣性体４をフランジ部
３の外側に設けたことにより、慣性体４の質量が小さく
ても軸心からの距離を十分大きくとれるので、慣性を有
効に利用することが可能となっている。

更に、モータ軸２に固定されたフランジ部３の減衰振動
を弾性部材５を介して固着された慣性体４の作用に伴な
い、弾性部材５にねじり力が発生し、それをもとにもど
す弾性部材５の反発力により減衰振動による不安定現象
を敏速になくすように作用する。

以上の作用とは別にステッピングモータにおいては、回
転系の固有振動数に入力パルスの周波数が一致すると共
振現象が起こる。この現象による振動が大きくなシ、そ
の振幅が安定領域を越えると、逆転やミスステップが発
生する。

このような場合に対しても敏速な応答をする本発明のダ
ンパを利用することにより、共振現象の振動が大きくな
る前に振動による振幅を小さくすることができ、共振現
象を押えることが可能である。

従って、ステッピングモータにおいて発生するこのよう
な現象を防止することができる。

また実施例においては弾性部材としてゴムを利用したも
のについて説明したが、上記と同様の効果を奏する他の
弾性部材、たとえば、第６図に示すように板バネ５Ｃを
７９７９部３と慣性体４との間に挾まれた部分に適宜数
設け、板バネ５Ｃの両端部を夫々、７９７９部３と慣性
体４に固定したもの、あるいは第１図に示す形式のダン
パでゴムの代りに、ゼンマイもしくはコイル等のばねを
利用して、その両端をフランジ部６と慣性体４とに固定
したもの等も可能である。

さらに、円筒取付部３ａはベローズカップリングのよう
な継手に置換えることもできる。

（発明の効果） 本発明は上記構成からなるものであるから、ステッピン
グモータの回転中に、慣性体に加わる慣性が弾性部材に
蓄えられて、モーターの振動に対し即逆向きの反発力と
なるので、慣性体の慣性を大きくせずとも効率よくステ
ッピングモータの過渡応答特性の減衰振動を押えること
ができ、共振や不安定現象をなくすことができる。

また、慣性負荷が小さく、弾性部材を介してロータ側と
慣性体を固着したことによシ、従来旬 のダンパに比べ、慣性体はすベシを生じないので慣性に
より生ずるオーバーシュートの回転角は小さくなる。そ
のため弾性部材に蓄えられた逆向きの回転力は熱等によ
り外部に発散される事が無いのと相俟って応答性が良く
々す、振動を敏速に押えることができる。

また従来のダンパに比べて部品点数も少なく、しかも簡
便・容易に制作することが可能であり、コストも安い。

更にダンパ効率が高いので慣性体の慣性を大きくする必
要がないから／」・型のダンパにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るダンパの断面図、第２図は第１図
のＸ−Ｘ線に沿って見た正面図、 第３図は本発明の他の実施例によるダンパの一部断面図
、 第４図は第３図のダンパの正面図、 第５図は第４図における他の実施例によるダ〜パの正面
図、　　　　　　　　　　　　　　　　　　′デ第６図
は板ばねを用いた実施例によるダンパの正面図、 第７図は従来例の粘性慣性ダンパの断面図、第８図は従
来例の磁気結合慣性ダンパの断面図、 第９図はステッピングモータの過渡応答特性を示す図で
ある。 ２・・・モータ軸　　　　３・・・フランジ部３ａ・・
・円筒取付部　　４・−・慣性体５．５ａ、５ｂ、５ｃ
ｍ・−弾性部材 特許出願人　　　株式会社シアックエンジニアリ／グ代
　理　人　　弁理士　萼　　　優　　　美（＞ほか１名
ｙ 牙１図　　　　　才２図 入 牙３図　　　　牙４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ステッピングモータのモータ軸に固定するフラ
   ンジ部と、前記モータの過渡応答における振動を抑制さ
   せる慣性体とを弾性部材を介して固着したことを特徴と
   するステッピングモータのダンパ。