JPS6383428A - モ−タにおけるダンパ−装置 - 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） この発明は、モータに用いるダンパー装置に係り、特に
粘性流体の粘性抵抗を利用したダンパー装置に関する。

（従来の技術） 通常、各種制御機器に用いられるモータ、特にステッピ
ングモータは、モータの回転停止時における、回転軸が
減衰振動の後に、決められた位置に停止する。ステッピ
ングモータを迅速に停止させるためには、この振動エネ
ルギーを吸収する必要がおる。この振動エネルギーを吸
収するために、ダンパー装置が付設されている。

この種ダンパー装置においては、永久磁石を用いるもの
、ゴム等の弾性材料を用いるもの、粘性流体を用いるも
のなど各種のものが提案されているが、粘性流体を用い
た、いわゆる粘性ダンパー装置が、一般に多用されてい
る。

この粘性ダンパー装置は、ステツピングモータの回転軸
に固定される回転輪と、この回転輪の外周面あるいは内
周面に嵌合される対向軸とを備え、これら回転輪と対向
軸との間に粘性流体を充填して、ステッピングモータの
回転停止時の回転輪と対向軸との間の速度差に比例した
粘性流体の粘性抵抗力により、ステッピングモータの回
転停止時、回転軸の振動を可及的に抑えるようにしたも
のである。

しかしながら、この種・直性結合粘性ダンパー装置は、
環境温度の変化やモータの発熱など外部温度の影響を受
は易く、一定したダンパー効果が得られないという欠点
がめった。

その要因としては、外部温度の変化により、回転輪なら
びに対向軸の寸法変化が発生し、そのため回転輪と対向
軸との間の間隙にバラツキが生じ、例えば間隙が大きく
なった場合は、粘性流体のダンピング効果が減少し、逆
に間隙が小ざい場合には、粘性抵抗値が所定値より大き
くなってしまう不具合があった。

ざらにもうひとつの要因としては、粘性流体の粘性が温
度により変化することが考えられる。−般に温度が上昇
すれば粘１１が低下し、それに連れてダンパー効果が低
下し、ダンピング効果に悪影響を及ぼすことになる。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は、このような不具合を解決するためになされ
たもので、温度変化に伴う粘性流体の粘性変化ならびに
両輪間の間隙寸法の変化の両者を吸収することにより、
外部温度に変化があっても常に一定のダンパー効果をも
たらすことができるダンパー装置を提供することをその
目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、ステッピングモ
ータの回転軸に固定され、モータと同期して回転する回
転輪と、この回転軸の外周面あるいは内周面に嵌合され
る対向軸とを備え、上記回転輪と対向軸との間に粘性流
体を充填し、この粘性流体の粘性抵抗力により、モータ
の回転停止時、回転軸の振動を吸収するようにしたステ
ッピングモータにおけるダンパー装置において、前記回
転輪と対向軸のうち内輪側に位置する部材の熱膨張率を
、外輪側に位置する部材の熱膨張率に比べ大きく設定す
ることにより、温度変化に伴う粘性流体の粘性変化なら
びに両輪間の間隙寸法の変化の両者を吸収し、ほぼ均一
な粘性抵抗力を得るようにしたことを特徴とする。

（作用） すなわち、本発明によれば、外部温度の変化により、粘
性流体の粘性が変化し、また同時に、回転輪、対面輪間
の間隙寸法も変化したとしても、回転輪と対向軸のうち
、内輪側に位置する部材の熱膨張率が、外輪側に位置す
る部材の熱膨張率に比べ、大きく設定されているため、
両輪間の間隙寸法が粘性流体の粘性変化を考慮した所要
値に調整されるものでおるから、外部温度の変化があっ
たとしても、ほぼ均一な粘性抵抗力を得ることができ、
常に一定のダンパー効果をもたらすことができるのであ
る。

（実施例） 以下、本発明に係るステッピングモータにおけるダンパ
ー装置の実施例について添付図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図ないし第３図は、それぞれタイプの異なる粘性ダ
ンパー装置をそれぞれ示す断面図であり、第１図は外輪
慣性型潤性結合粘性ダンパー装置。

第２図は外輪固定型ダンパー装置、第３図は内輪慣性型
慣性結合粘性ダンパー装置がそれぞれ示されている。

第１図において、このダンパー装置１は、ステッピング
モータ２の回転軸３にボルト締め等により固定される回
転輪４と、この回転輪４の外周面には対向軸５と、上記
回転輪４と対向軸５との間に充填されたシリコンオイル
等の粘性流体６と、この粘性流体６を気密にシールすべ
く、対向軸５の一方側面に固定される弾性部材７と、蓋
部材８とから構成されている。

また、上記対向軸５は、回転軸３に軸受９を介して、回
転自在に保持されている。

そして、このグンパー装覚１は、ステッピングモータ２
の回転に同期して回転輪４が回転するのに連れて、対向
輪５も同一方向に回転するが、ステッピングモータ２の
回転が停止した際、回転輪４は迅速に停止するが、対向
輪５は、潰性力によりその回転が持続され、回転輪４と
対向輪５との間に速度差が発生する。この速度差に比例
して、回転輪４と対向輪５との間に介在する粘性流体６
に粘性抵抗力が発生し、この対向輪５の回転は徐々に停
止する。

このとき、粘性流体６の粘性抵抗力により、回転輪４の
振動が迅速に吸収される。

ざらに、本発明にあっては、内輪側に位置する回転輪４
の材質としてポリカーボネート樹脂材を使用し、かつ外
輪側に位置する対向輪５の材質としてステンレス鋼材を
それぞれ使用している。すなわち、内輪側に位置する回
転輪４に使用する部材の熱膨張率は、外輪側に位置する
対向輪５の部材の熱膨張率に比へ大きく設定されている
。

その理由を説明する前に、この種慣性結合粘性ダンパー
のダンピング効果の目安となる粘性流体の粘性抵抗力Ｃ
を次式に示すと、 上式において、 Ｒ；Ｔ’Ｃのときの回転輪の半径 η：Ｔ’Ｃのときの粘性流体の粘性 ρ；Ｔ’Ｃのときの粘性流体の比重 ＳＡＴ″Ｃのときの回転輪の幅 ｄ：Ｔ’ｃのときの回転輪と対向輪との間隙そして、Ｔ
ｎ”Ｃのときの粘性抵抗をＣ７Ｚとすれば、 上式において、 Ｒｎ：Ｔｎ’Ｃのときの回転輪の半径 ηｎ：Ｔｎ℃のときの粘性流体の粘性 Ｓｎ：Ｔｎ”Ｃのときの回転輪の幅 ｄｎ：Ｔｎ’ｃのときの回転輪と対向輪との間隙 となる。

従って、外部温度が変化した場合、ダンパー装置１のダ
ンピング効果を一定に保つためには、て設定すればよい
。

すなわち、上述したように、内輪側に位■する回転輪４
にポリカーボネート樹脂材、ざらに外輪側に位置する対
向輪５側にステンレス鋼材を使用すれば、両者の線膨張
率（ポリカーボネート樹脂；７Ｘ１０−５／’Ｃ，ステ
ンレス鋼；１．６４Ｘ１０−”／°Ｃ） となり、通常、温度が上昇したＴ’Ｃ＜Ｔ７１’Ｃの場
合、粘性流体７の粘性が低下し、（１）、（２）式中の
η、ηｎについてはη〉Ｒｎになるが、回転輪４の熱膨
張率は、対向輪５の熱膨張率よりも大きく設定されてい
るため、Ｒ＜Ｒｙｚ、Ｓ＜Ｓｎ。

ｄ＞ｄｎとなる。

結果的に、回転輪４にポリカーボネート樹脂材。

対向輪５にステンレス鋼材、粘性流体としてシすること
を知見し得た。

従って、外部の温度変化に関係なく常に一定のダンパー
効果が得られることになる。

次に、第２図に示すダンパー装置１１は、ステッピング
モータ１２の回転軸１３に固定される回転輪１４は前述
実施例と同一であるが、この回転輪１４の外周面に嵌め
込まれている対向輪１５はステッピングモータ１２のハ
ウジングに直接固定されているタイプのものである。

このダンパー装置１１にあっても、内輪側の回転輪１４
はポリカーボネート樹脂材が、また外輪側の対向輪１５
にはステンレス鋼材が用いられてあり、このように内輪
側の回転輪１４の材質の熱膨張率を、外輪側の対向輪１
５に用いる材質の熱膨張率よりも大きく設定することよ
り、温度変化に伴う粘性流体１６の粘性変化ならびに温
度変化による両輪１４．１５間の間隙寸法ｄの寸法変化
を吸収することは、前）ホ実施例と同一である。

ざらに、第３図に示すダンパー装置２１は、ステッピン
グモータ２２の回転１２３に固定される回転輪２４が外
輪側に位置し、この回転輪２４の内周面に内輪側として
の対向輪２５が回転輪２４の中心軸２４ａに嵌込まれて
いる。

従って、この実施例の場合、内輪側に位置する対向輪２
５にポリカーボネート樹脂材を用い、かつ外輪側に位置
する回転輪２４にステンレス鋼材を用いることにより、
粘性流体２６の温度変化による粘性変化を吸収するとと
もに、上記回転輪２４と対向輪２５との間の空間部ｄが
変化してダンピング効果に悪影響を及ぼすことを未然に
防止するようにしている。

なお、上述した各実施例では、内輪側に位置する回転輪
ならびに対向輪に使用する材質としてポリカーボネート
樹脂材を用いたが、内輪側に使用する材質として、ポリ
カーボネート樹脂とほぼ同程度の線膨張率を有するポリ
アセタール樹脂、ポリアミド樹脂等を用いてもよく、特
にポリカーボネート樹脂に限定するものではない。

（効果） 以上説明したように、本発明に係る粘性ダンパー装置に
よれば、環境湿度の変化、モータの発熱等外部温度の変
化により、対向輪と回転輪との間の間隙寸法が変化し、
かつ粘性流体の粘性もまた変化するため、ダンピング効
果が著しく劣悪になるという従来の欠点を、内輪側に位
置する部材の熱膨張率を、外輪側に位置する熱膨張率に
比べ大きく設定することにより、粘性流体の粘性変化を
吸収することは勿論、両輪間の間隙の寸法変化をも吸収
するようにしたものでおるから、外部温度がどのように
変化したとしても、ダンパー装置に用いる粘性流体の粘
性抵抗力をほぼ均一な値に維持することができるため、
常に一定のダンパー効果が得られ、ダンパー装置の信頼
性を著しく向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るダンパー装置の第１実施例を示す
外輪慣性型慣性結合粘性ダンパー装置を示す断面図、第
２図は本発明の別実施例を示す外輪固定型ダンパー装置
を示す断面図、第３図は本発明のざらに別実施例を示す
内輪潰性型演性結合粘性ダンパー装置を示す断面図であ
る。 １．１１．２１・・・ダンパー装置 ２．１２．２２・・・ステッピングモータ３．１３．２
３・・・回転軸 ４．１４，２４・・・回転輪 ５．１５．２５・・・対向輪 ６．１６．２６・・・粘性流体 ７．１７．２７・・・弾性部材 ８．１８．２８・・・蓋部材 ９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・軸受以
上 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）モータの回転軸に固定され、モータと同期して回
   転する回転輪と、この回転輪の外周面あるいは内周面に
   嵌合される対向輪とを備え、上記回転輪と対向輪との間
   に粘性流体を充填し、この粘性流体の粘性抵抗力により
   、モータの回転停止時、回転輪の振動を吸収するように
   したステッピングモータにおけるダンパー装置において
   、 前記回転輪と対向輪のうち内輪側に位置する部材の熱膨
   張率を、外輪側に位置する部材の熱膨張率に比べ大きく
   設定することにより、温度変化に伴う粘性流体の粘性変
   化ならびに両輪間の間隙寸法の変化の両者を吸収し、ほ
   ぼ均一な粘性抵抗力を得るようにしたことを特徴とする
   モータにおけるダンパー装置。