JPH0382360A - 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、入カッく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
モータのように小型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。

本発明の目的は、モータの振動および騒音を少なくでき
ることは勿論のこと、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、ロータのロータ軸端部に取付けられるとともに上記
ロータ軸よりも大径な固定具と、ゴム状物質により所定
の厚みを有して形成され、一側面が、上記ロータ軸の軸
方向と直交する方向に沿う上記固定具の端面に、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、所定の厚みを有して形成されるとともに、
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
える重りとから形成したものである。

また、重りが仮に剥がれ落ちた場合に、この重りが回路
の短絡原因とならないようにするために、上記重りを非
導電性材料で形成するとよい。

そして、回転振動防止装置を剥がす外力を受けることが
ないようにするとともに、モータの軸方向長さを小さく
するために、回転振動防止装置を、ゴム状物質により所
定の厚みを有しかつ中心部にロータ軸通孔を有して形成
され、一側面が、モータフレーム内に位置される上記ロ
ータのロータ主部の端面に、接着層を介して接着されて
、上記ロータのロータ軸と同心的に配置される弾性体と
、所定の厚みを有してかつ中心部にロータ軸通孔を有し
て形成されるとともに、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から形成することが
好ましい。

さらに、回転振動防止装置をロータに対してより簡単に
取付けるために、上記弾性体の両側の接着層を予め上記
弾性体に付着して、これら両接着層と弾性体とが３層構
造をなす構成にするとよい。

また、回転振動をより少なくするために、上記接着層を
粘着材により形成するとよい。

［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、重りとロータ軸に取付け
られた固定具との間の弾性体が弾性変形する。すなわち
、ロータと重りとの相互運動に対して、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、回転振動防止装置の
最大径、つまり、重りの径を小さくできる。

しかも、弾性体と重りとは夫々接着層を介して取付けら
れているから、これらを成形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
の取付けも容易にできる。

また、回転振動防止装置の接着層の劣化により、重りが
剥がれ落ちるおそれが考えられる。しかし、重りが非導
電材料製である場合には、これがモータを搭載した機器
が有した回路部上に落下したとしても、この重りが回路
の短絡原因となることがない。

そして、回転振動防止装置をモータフレーム内において
、ロータ主部の端面に接着して設けた場合には、上記防
止装置がモータフレームによって覆い隠すことができる
。そして、インナーロータ形のステッピングモータは、
一般にロータ主部の端面とモータフレームとの間にはデ
ッドスペースが形成されている。したがって、このスペ
ースを有効に利用して上記防止装置を設けることができ
るから、モータ全体の軸方向寸法を短くできる。

さらに、弾性体とその両側の接着層とが予め３層構造と
なっている場合には、固定具の端面またはロータ主部の
端面に対する弾性体の接着、およびこの弾性体に対する
重りの接着において、いちいち接着剤を塗布したり粘着
材を張付けるたりする面倒がなく、弾性体の両側の接着
層を介して容易に接着させることができる。

また、接着層が粘着材である場合には、この接着層の粘
性が弾性体と同様に機能するので、回転振動をより抑制
できる。

［実施例］ 以下、本発明の第１実施例を第１図からｊｉ４図を参照
して説明する。

第１図中１はパーマネントマグネット形のステッピング
モータであり、そのロータ２が有したロータ軸３の端部
は、上記ロータ２の主部を内蔵したモータフレーム４の
外部に突出されている。そして、このロータ軸３の一端
部には、ロータ２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５が取付けられている。

回転振動防止装置５は、固定具としての出力歯車６と、
弾性体７と、重り８とから形成されている。これら出力
歯車６と、弾性体７と、重り８とは、以下説明するよう
にロータ２のスラスト方向に沿って積層されて設けられ
ている。

出力歯車６は、その中心孔をロータ軸３の一端部に嵌着
して取付けられている。この歯車６は口る。

弾性体７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所定の厚みを有して形成されてい
る。この弾性体７の両側面には、接着層９，１０が予め
夫々付着されている。

接着層９．１０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７と接着層９．１０とは３層構
造をなして形成されている。

そして、この弾性体７は、その一側面を、いずれか一方
の接着層（例えば接着層９）を介して上記出力歯車６の
端面６ａに接着させて、ロータ２と同心的に配置されて
いる。

重り８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８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１のトルク
、およびロータ２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８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８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、所定の厚みを有し
て形成されている。そして、重り８の最大径は上記モー
タフレーム４の外径寸法以下に形成されている。さらに
、この重り８は弾性体７よりも大径に形成されている。

そして、重り８は、上記弾性体７の他側面に接着層１０
を介して接着され、ロータ２と同心的に配置されている
。

また、以上のような構成の回転振動防止袋ｇｔ５を備え
たステッピングモータ１は事務機器などに内蔵して使用
される。その−例は第３図に示され、同図中１１は支持
板であり、これにはロータ軸３の軸線が水平となるよう
にしてステッピングモータ１が取付られており、その出
力歯車６には負荷（図示しない）へ動力を伝える伝動歯
車機構１２の人力歯車１２ａが噛み合わされている。ま
た、支持板１１の下方には事務機器の回路基板１３が配
置されており、この基板１３の上面には各種の電子部品
１４が取付けられている。

次ぎに上記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、入力パルスが印加されるたび
に、ロータ２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、その
ロータ軸３に取付けられた回転振動防止装置５の重り８
は、ロータ２に慣性質量を与えている。そのため、ロー
タ２が１ステップ角度ずつ回転するたびに、重り８とロ
ータ軸３に取付けらた固定具６との間のゴム状物質製の
弾性体７が、弾性変形する。したがって、ロータ２と重
り８との相互運動に対して、弾性体７の弾性変形に基づ
く抵抗が働く。この抵抗により、ロータ２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２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３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。

そして、このモータ１が備えた回転振動防止装置５は、
その固定具６と、弾性体７と、重り８とを、ロータ２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５の最大径、つまり、重り８の径を小
さくできる。

したがって、この防止装置５はモータフレーム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５の弾性体７および重り８は、
ねじ部品などの固定具を用いることなく、出力歯車６に
接着により取付られているため、その接着層９，１０の
劣化により接着強度が低下して、重り８が剥がれ落ちて
回路基板１３上に載る恐れがある。しかし、仮に、その
ような事態に至っても、弾性体７および重り８は非導電
性であるから、回路基板１３上の回路を短絡させるおそ
れがない。

しかも、本実施例では既述のように接着により弾性体７
および重り８を取付けているから、上記防止装置５をロ
ータ軸３に固定するための固定部品を不用とできるとと
もに、固定具に出力歯車６を利用しているから、上記防
止装置５はその部品点数が少なく構成が簡単である。

その上、既述のように弾性体７および重り８を接着して
取付けているので、これら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７とその両側の接着層９，１０とは予め３層構造
となっているから、出力歯車６の端面６ａに対する弾性
体７の接着、およびこの弾性体７に対する重り８の接着
において、いちいち接着剤を塗布する面倒がなく、弾性
体７の両側の接着層９，１０を介して容易に接着させる
ことができる。したがって、上記防止装置５のロータ軸
３への取付けを容易にできる。

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、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、モ
ータ構造と、回転振動防止装置の構造および配置が上記
第１実施例と異なっている。

ハイブリット形ステッピングモータ２１の構造は従来公
知のものと同様であり、以下に簡単に説明すると、２２
はステータで、その両側にはモータフレーム２３．２４
が夫々嵌合して設けられており、これらフレーム２３．
２４はステータ２２のコア外周面を外部に露出させてい
る。モータフレーム２３．２４の中央部には軸受２５が
夫々取付けられており、これら軸受２５を介してロータ
２６が回転自在に取付けられている。ロータ２６は、ロ
ータ軸２７の中央部にロータ主部２８を取付けて形成さ
れている。ロータ主ｇ２８はステータ２２のコアの内側
に収納されており、これは、ロータ軸２７の軸方向に沿
って着磁されたロータマグネット２９の両側にロータコ
ア３０．３１を夫々接着させて形成されている。また、
ロータ軸２７の一端部は一方のモータフレーム２３から
突出されており、その端部には出力歯車３２が取付けら
れている。そして、このようなハイブリット形ステッピ
ングモータ２１におけるモータフレーム２３とロータコ
ア３０との間、およびモータフレーム２４とロータコア
３１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２４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２４とロータコア３１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
２６に慣性質量を与える重り３９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２６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２８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２８の端面（本実施例の場合にはロータコア３１の端
面３１ａ）に接着させて、ロータ２６と同心的に配置さ
れている。

また、重り３つ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、その中心部に回転軸通孔３９ａを
有しているとともに、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２６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２６と同心的
に配置されている。

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、ロータ２６の回転速度変動
に対する減衰力を得て、ステッピングモータ２１の振動
騒音を少なくできることは勿論のこと、回転振動防止装
置３５の部品点数が少なく構成が簡単であるとともに、
ロータ２６への取付けも容易にできる。

その上、この実施例は回転振動防止装置３５をロータ主
部２８の端面３１ａに接着して設けたから、この装置３
５をモータフレーム２４によって覆い隠すことができる
。したがって、モータ２１の機器への組付けなどの取扱
いにおいて、回転振動防止装置３５に、これが剥がれる
ような原因となる外力が加えられることがない。

そして、インナーロータ形のステッピングモータ２１の
モータフレーム２４とモータ主部２８の端面３１ａ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３５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２７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。

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２７の出力歯車３２が取付けられた端部と反対
側の端部も、モータフレーム２４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、固定具４２と、弾性体４３と、重
り４４とから形成され、これらは以下説明するようにロ
ータ２６のスラスト方向に沿って積層されて設けられて
いる。

固定具４２は円板状をなし、その中心孔をロータ軸２７
の端部に嵌着して取付けられている。この固定具４２は
、ロータ軸２７の軸方向と直交する方向に沿う端面４２
ａを有している。

弾性体７は、その中心部にロータ軸２７の端部が入込む
中心孔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４
３の両側面には、接着層４５．４６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４５）を介して上記端面４２ａに接着させて
、ロータ２６と同心的に配置されている。

重り４４はロータ２６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２６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２３．
２４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４６
を介して接着され、ロータ２６と同心的に配置されてい
る。

このような回転振動防止袋ａｆ４１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、接着層は高分子粘着剤などからなる粘着材に
より形成してもよい。そして、粘着材を含んだ接着層を
用いる場合には、その粘着材の粘性が弾性体と同様に機
能するので、回転振動をより抑制できる。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。

さらに本発明において、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たり張付けたりして設ける
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］ 本発明は以上のように構成されているので、次ぎに記載
する効果がある。

請求項１の発明によれば、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とともに
、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。

また、請求項２の発明によれば、回転振動防止装置の重
りが非導電材料製であるから、これ゛が接着層の劣化に
より剥がれて、機器の回路部上に落下したとしても、こ
の重りが回路の短絡原因となることがない。

そして、請求項３の発明によれば、一般にインナーロー
タ形のステッピングモータが有している、ロータ主部の
端面とモータフレームとの間のデッドスペースを利用し
て回転振動防止装置をモータフレーム内に配置できるの
で、モータ全体の軸方向寸法を短くできるとともに、モ
ータの取扱いにおいて、弾性体および重りが剥がされる
外力を受けることがない。

さらに、請求項４の発明によれば、弾性体とそ体および
重りを、弾性体の両側の接着層を介して容易に接着でき
、組立て性がよい。

また、請求項５の発明によれば、接着層力（粘着材であ
るので、その粘性により回転振動をより少なくするでき
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、第１図
は要部を断面して示す側面図、第２図ｉ！弾性体の断面
図、第３図は回路部品とその上方に配置されたステッピ
ングモータとの位置関係を示す側面図、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実施例を一部断面して示す側面図である。第６図
Ｃよ本発明の第３実施例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図番よ一
部を断面して示す側面図、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力（な０ステツピン
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
。 ２．２６・・・ロータ、３，２７・・・ロータ型内、５
．３５．４１・・・回転振動防止装置、６・・・出力歯
車（固定具）　、６ａ、３１ａ、４２ａ・・・端面、７
．３８．４３・・・弾性体、８，３９．４４・・・重り
、３８ａ、３９ａ・・・ロータ軸通孔、２８・・・ロー
タ主部、４２・・・固定具、９，１０，３６，３７゜４
５．４６・・・接着層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、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、上記ロータ
   のロータ軸端部に取付けられるとともに上記ロータ軸よ
   りも大径な固定具と、ゴム状物質により所定の厚みを有
   して形成され、一側面が、上記ロータ軸の軸方向と直交
   する方向に沿う上記固定具の端面に、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
   、所定の厚みを有して形成されるとともに、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
   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。 ２、上記重りが非導電性材料で形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の回転振動防止装置付きステッピ
   ングモータ。 ３、ロータに回転振動防止装置を取付けたインナーロー
   タ形のステッピングモータにおいて、上記回転振動防止
   装置を、ゴム状物質により所定の厚みを有して中心部に
   ロータ軸通孔を有して形成され、一側面が、モータフレ
   ーム内に位置される上記ロータのロータ主部の端面に、
   接着層を介して接着されて、上記ロータのロータ軸と同
   心的に配置される弾性体と、所定の厚みを有しかつ中心
   部にロータ軸通孔を有して形成されるとともに、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。 ４、上記弾性体の両側の接着層は予め上記弾性体に付着
   されており、これら両接着層と弾性体とが３層構造をな
   していることを特徴とする請求項１、２又は３項に記載
   の回転振動防止装置付きステッピングモータ。 ５、上記接着層が粘着材からなることを特徴とする請求
   項１、２、３又は４項に記載の回転振動防止装置付きス
   テッピングモータ。