(57)【要約】【課題】生産性を向上させると共に、特性変更の容易なダイナミックダンパの製造方法を提供する。【解決手段】金型４内に、ボス１と、打ち出し部２２を有する複数の円盤２１を積層した質量体２を、互いに同心的に配置する。このとき、円盤２１は、打ち出し部２２同士を凹凸嵌合する。また、軸方向一端に位置する円盤２１の打ち出し部２２の凸面２２ａを、金型４に形成した位置決め凹部４１ａと嵌合させ、軸方向他端に位置する円盤２１の打ち出し部２２の凹面２２ｂを金型４に形成した位置決め凸部４３ａと嵌合させ、金型４の型締めによってボス１と質量体２の間に画成されたキャビティＣに未加硫ゴム材料を充填して、ボス１及び質量体２と一体の弾性体を加硫成形する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型（４）内に、ボス（１）と環状の質量体（２）とを互いに同心的に配置し、前記質量体（２）が、打ち出し部（２２）を有する複数の円盤（２１）を積層したものであり、前記打ち出し部（２２）同士を凹凸嵌合すると共に、軸方向一端に位置する円盤（２１）の前記打ち出し部（２２）の凸面（２２ａ）を前記金型（４）に形成した凹部（４１ａ）と嵌合させ、軸方向他端に位置する円盤（２１）の前記打ち出し部（２２）の凹面（２２ｂ）を前記金型（４）に形成した凸部（４２ｂ）と嵌合させ、前記金型（４）の型締めによって前記ボス（１）と質量体（２）の間に画成されたキャビティ（Ｃ）に未加硫ゴム材料を充填して、弾性体（３）を前記ボス（１）及び質量体（２）と一体に加硫成形することを特徴とするダイナミックダンパの製造方法。
【請求項２】
金型（４）内に、ボス（１）と環状の質量体（２）とを互いに同心的に配置し、前記質量体（２）が、互いの対向面に突起（２３，２４）を有する複数の円盤（２１）を積層したものであって、その外周における円周方向複数箇所を、前記金型（４）に係止し、前記金型（４）の型締めによって前記ボス（１）と質量体（２）の間に画成されたキャビティ（Ｃ）に未加硫ゴム材料を充填して、弾性体（３）を前記ボス（１）及び質量体（２）と一体に加硫成形することを特徴とするダイナミックダンパの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータ等の駆動体から発生する振動を低減するためのダイナミックダンパを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファクシミリ、複写機などの紙送り用や、プリンタの印字ヘッド及び紙送りのサーボ駆動手段として、ステッピングモータが使用されるが、このステッピングモータは、駆動時に振動を発生し、これが機体に伝達されて、騒音の原因となっていることから、その回転軸には、振動低減のためにダイナミックダンパが装着される。
【０００３】
図８は、従来の技術によるダイナミックダンパを、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。すなわち従来のダイナミックダンパは、図８に示されるように、ステッピングモータの回転軸に外挿固定されるボス１０１と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体１０２と、これらボス１０１及び質量体１０２の双方に一体的に加硫接着されたゴム状弾性材料からなる環状の弾性体１０３とを備え、回転軸の所定周波数の振動がボス１０１から入力された時に、弾性体１０３と質量体１０２からなるばね−質量系（副振動系）が共振し、その共振による振動変位が、入力振動と逆位相の振動波形で生じることによって、動的吸振効果を発揮するものである（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】実用新案登録第２５３２５６３号
【０００４】
しかしながら、従来のダイナミックダンパによれば、要求される慣性質量（ひいては共振周波数）に応じて質量体１０２の大きさや形状を設計しているため、要求性能の異なるダイナミックダンパへの質量体１０２の転用が困難であり、このため生産性が低く、製造コストの低減が困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、生産性を向上させると共に、特性変更の容易なダイナミックダンパの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るダイナミックダンパの製造方法は、金型内に、ボスと環状の質量体とを互いに同心的に配置し、前記質量体が、打ち出し部を有する複数の円盤を積層したものであり、前記打ち出し部同士を凹凸嵌合すると共に、軸方向一端に位置する円盤の前記打ち出し部の凸面を前記金型に形成した位置決め凹部と嵌合させ、軸方向他端に位置する円盤の前記打ち出し部の凹面を前記金型に形成した位置決め凸部と嵌合させ、前記金型の型締めによって前記ボスと質量体の間に画成されたキャビティに未加硫ゴム材料を充填して、弾性体を前記ボス及び質量体と一体に加硫成形するものである。
【０００７】
この方法によれば、質量体を構成する円盤の積層数によって、質量体の慣性質量を変更することができ、言い換えれば、質量体の慣性質量の異なるダイナミックダンパに、円盤を転用することができる。しかも、円盤はプレス成形品として安価に製作することができる。そして、質量体を構成する円盤は、打ち出し部同士の凹凸嵌合及びこの打ち出し部と金型の位置決め凹部及び位置決め凸部との凹凸嵌合によって位置決めされるので、質量体の安定した円周方向慣性質量を得ることができる。
【０００８】
請求項２の発明に係るダイナミックダンパの製造方法は、金型内に、ボスと環状の質量体とを互いに同心的に配置し、前記質量体が、互いの対向面に突起を有する複数の円盤を積層したものであって、その外周における円周方向複数箇所を、前記金型に係止し、前記金型の型締めによって前記ボスと質量体の間に画成されたキャビティに未加硫ゴム材料を充填して、弾性体を前記ボス及び質量体と一体に加硫成形するものである。
【０００９】
この方法も、請求項１による方法と同様、質量体を構成する円盤の積層数によって、質量体の慣性質量を変更することができ、言いかえれば、質量体の慣性質量の異なるダイナミックダンパに、円盤を転用することができる。しかも、円盤はプレス成形品として安価に製作することができる。そして、質量体を構成する円盤の対向面間には、突起による隙間が形成されるので、加硫接着剤の塗布後に重ねておいても、円盤同士が貼り付くのを防止することができる。また、弾性体の成形に際しては、この隙間に接着剤又はゴム材料を意図的に介入させて、円盤同士を強固に接着することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１及び請求項２に係るダイナミックダンパの製造方法によれば、質量体を構成する円盤の積層数によって、質量体の慣性質量を変更することができ、したがって要求性能の異なるダイナミックダンパに、円盤を転用することができ、しかも円盤自体もプレスなどによって安価に製作できるので、製造コストを引き下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るダイナミックダンパの製造方法の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、第一の形態による方法で製造されたダイナミックダンパを、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図、図２は、図１のダイナミックダンパに用いられる円盤を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【００１２】
まず図１に示されるダイナミックダンパは、ステッピングモータ等の回転軸に外挿固定されるボス１と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体２と、これらボス１と質量体２を弾性的に連結する環状の弾性体３とを備える。ボス１は金属管からなるもので、不図示のステッピングモータの回転軸に外挿固定されるものである。
【００１３】
質量体２は、平座金状の円盤２１を軸方向へ複数積層したものである。各円盤２１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工することによって製作されたものであって、図２に示されるように、円周方向へ連続した打ち出し部２２を有する。そして、軸方向に隣接重合した円盤２１は、打ち出し部２２が互いに凹凸嵌合された状態にあり、すなわち一方の打ち出し部２２の凸面２２ａと、他方の打ち出し部２２の凹面２２ｂが、互いに密接嵌合されている。
【００１４】
打ち出し部２２の凸面２２ａ及び凹面２２ｂは、図１のように積層状態で嵌合可能とするために、内周側及び外周側がテーパ状に形成されており、その傾斜角度α，βは、例えば１０〜２０度程度となっている。
【００１５】
弾性体３は、ゴム状弾性材料からなるものであって、ボス１の外周面と質量体２の内周面の間に介在して双方に加硫接着されており、その一部は弾性層３１として、質量体２の一端面及び外周面を覆うように延びている。この弾性層３１は、質量体２を構成する複数の円盤２１を拘束する作用と、防錆等の作用を有するものである。
【００１６】
弾性体３と質量体２は、動的吸振効果を発揮するばね−質量系（副振動系）を構成するものである。すなわち、弾性体３は、ステッピングモータの回転軸の駆動に伴う捩り振動がボス１を介して入力されることによって、相対変位されるボス１と質量体２との間で捩り変形を受けて、前記ばね−質量系におけるばね機能を奏するものであり、質量体２は、前記ばね−質量系における質量部となるものである。
【００１７】
そして弾性体３と質量体２によるばね−質量系の捩り方向共振周波数は、弾性体３の捩り方向剪断ばね定数と、質量体２の慣性質量とによって、回転軸の捩り振動の振幅が最大となる周波数域に設定されている。また、質量体２は、複数の円盤２１を積層することによって、動的吸振効果を得るための所要の質量が確保されている。
【００１８】
上述のように構成された図１のダイナミックダンパは、ステッピングモータ等の回転軸の駆動に伴って生じる捩り振動が、ボス１を介して入力されると、その振幅が最大となる周波数域では、弾性体３と質量体２によって構成されるばね−質量系が捩り方向へ共振する。そして、その共振による振動波形は入力振動による振動波形と逆位相となり、すなわち入力振動によるトルクを相殺する方向に生じるので、回転軸の振幅のピークを有効に低減する動的吸振効果を発揮する。またこのため、ステッピングモータから機体のフレームへ伝達される振動が低減され、騒音の発生を抑制することができる。
【００１９】
図３は、図１のダイナミックダンパの製造に、本発明に係る製造方法を適用した第一の形態を、円盤の軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。この図３において、参照符号４は、上型４１及び下型４２からなる金型で、下型４２の上面には円形凹部４３が形成されており、この円形凹部４３と、これを密閉するように組み合わされる上型４１との間に、ボス１と、円盤２１を複数積層した質量体２とを、同心的に配置して収納することができる。
【００２０】
下型４２における円形凹部４３には、円盤２１における打ち出し部２２の凹面２２ｂと嵌合可能な位置決め凸部４３ａが形成されており、上型４１の下面には、円盤２１における打ち出し部２２の凸面２２ａと嵌合可能な位置決め凹部４１ａが形成されている。
【００２１】
ボス１と質量体２に弾性体３を一体的に加硫成形・加硫接着する工程においては、まず、金型４における下型４２の円形凹部４３内に、ボス１と、互いに積層した複数の円盤２１からなる質量体２とを、互いに同心的に配置する。この状態では、互いに積層された各円盤２１の打ち出し部２２が互いに凹凸嵌合すると共に、軸方向一端（図３における最も下側）に位置する円盤２１Ａの打ち出し部２２の凹面２２ｂを、下型４２の円形凹部４３に形成した位置決め凸部４３ａと嵌合させる。なお、ボス１及び円盤２１には、予め加硫接着剤が塗布される。
【００２２】
次に、金型４における下型４２と上型４１とを、図３に示されるように型締めする。この状態では、互いに積層された複数の円盤２１からなる質量体２と、ボス１が、下型４２と上型４１の間で軸方向に挟持されると共に、軸方向他端（図３における最も上側）に位置する円盤２１Ｂの打ち出し部２２の凸面２２ａが、上型４１の下面に形成した位置決め凹部４１ａと嵌合する。
【００２３】
型締めによって、金型４の内面とボス１及び質量体２との間には、キャビティＣが画成される。このキャビティＣは、ボス１の外周面と質量体２の内周面との間に位置する弾性体成形空間Ｃ１と、そこから延びる弾性層成形空間Ｃ２，Ｃ３からなる。そしてこのキャビティＣに、不図示の未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、図１に示される弾性体３が加硫成形されると共にボス１及び質量体２と一体的に加硫接着される。質量体２を構成している複数の円盤２１は、互いに密接状態に積層されているので、キャビティＣに充填された未加硫ゴム材料が円盤２１，２１間に介入することはない。
【００２４】
なお、弾性層成形空間Ｃ２，Ｃ３間には、打ち出し部２２と位置決め凹部４１ａとの嵌合部が存在するが、型締めと材料充填のタイミングや、あるいは打ち出し部２２を円周方向断続した形状とすることによって、外周側の弾性層成形空間Ｃ３にも材料を充填し、質量体２の外周を覆う弾性層３１を形成することができる。
【００２５】
上述の製造方法において、質量体２を構成する円盤２１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工することによって製作されるため、安価に製作することができる。そして、積層された円盤２１が、打ち出し部２２同士の凹凸嵌合及びこの打ち出し部２２と金型４の位置決め凸部４３ａ及び位置決め凹部４１ａとの凹凸嵌合によって強固に位置決めされるので、質量体２による安定した円周方向慣性質量を得ることができる。また、質量体２の慣性質量を変更するには、円盤２１の積層数を変更すれば良く、すなわち円盤２１は、質量体２の慣性質量の異なるダイナミックダンパにも転用することができる。
【００２６】
次に図４は、本発明の第二の形態による方法で製造されたダイナミックダンパを、その軸心と直交する平面で切断して示す部分断面図、図４におけるＯ−Ｖ線で切断して示す半断面図、図６は、図４及び図５のダイナミックダンパに用いられる円盤を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【００２７】
図４及び図５に示されるダイナミックダンパも、ステッピングモータ等の回転軸に外挿固定されるボス１と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体２と、これらボス１と質量体２を弾性的に連結する環状の弾性体３とを備える。ボス１は金属管からなるもので、不図示のステッピングモータの回転軸に外挿固定されるものである。
【００２８】
質量体２は、平座金状の円盤２１を軸方向へ複数積層したものである。各円盤２１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工することによって製作されたものであって、図６に示されるように、両端面２１ａ，２１ｂに、円周方向へ断続した微小突起２３，２４が形成されている。そして、軸方向一端面２１ａに形成された微小突起２３と、他端面２１ｂに形成された微小突起２４は、径方向位置が互いに異なっている。また、各円盤２１の外周面２１ｃには切欠２５が形成されており、この切欠２５は、互いに対応する位相上に位置している。
【００２９】
弾性体３は、ゴム状弾性材料からなるものであって、ボス１の外周面と質量体２の内周面の間に介在して双方に加硫接着されており、その一部は弾性層３１として、質量体２を覆うように延び、図５に示されるように、他の一部３２は、質量体２における円盤２１，２１の間に微小突起２３，２４によって形成された隙間を埋めるように介在している。
【００３０】
質量体２の外周を覆うように延びる弾性層３１の外周面３１ａはテーパ状に形成されており、軸方向に延びる溝３３及び谷部３４が所定の位相間隔で形成されている。このうち谷部３４は、円盤２１の外周面２１ｃにおける切欠２５と対応して形成されている。
【００３１】
弾性体３と質量体２は、動的吸振効果を発揮するばね−質量系（副振動系）を構成するもので、このばね−質量系の捩り方向共振周波数は、弾性体３の捩り方向剪断ばね定数と、質量体２の慣性質量とによって、回転軸の捩り振動の振幅が最大となる周波数域に設定されている。また、質量体２は、複数の円盤２１を積層することによって、動的吸振効果を得るための所要の質量が確保されている。したがって、このダイナミックダンパも図１のものと同様、回転軸の捩り振動がボス１を介して入力されると、その振幅が最大となる周波数域でばね−質量系が捩り方向へ共振し、その共振によるトルクが入力振動によるトルクを相殺する方向に生じるので、回転軸の振幅のピークを有効に低減する動的吸振効果を発揮する。またこのため、ステッピングモータから機体のフレームへ伝達される振動が低減され、騒音の発生を抑制することができる。
【００３２】
図７は、図４及び図５のダイナミックダンパの製造に、本発明に係る製造方法を適用した第二の形態を、円盤の軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。金型４における下型４２の上面には円形凹部４３が形成されており、この円形凹部４３と、これを密閉するように組み合わされる上型４１との間に、ボス１と、円盤２１を複数積層した質量体２とを、同心的に配置して収納することができる。
【００３３】
下型４２における円形凹部４３の外周立ち上がり面４３ｂは、図５に示される弾性層３１の外周面３１ａの成形面となる部分であって、上へ向かって開くようなテーパ状に形成されており、この外周立ち上がり面４３ｂには、軸方向に延びる突条４３ｃ及び山部４３ｄが所定の位相間隔で形成されている。突条４３ｃは図５に示される弾性層３１の溝３３に対応する部分であり、山部４３ｄは弾性層３１の谷部３４に対応する部分である。
【００３４】
ボス１と質量体２に弾性体３を一体的に加硫成形・加硫接着する工程においては、まず、金型４における下型４２の円形凹部４３内に、ボス１と、互いに積層した複数の円盤２１からなる質量体２とを、互いに同心的に配置する。この状態では、互いに積層された各円盤２１の間に、微小突起２３，２４によって隙間が形成される。また、各円盤２１の外周面２１ｃに形成された切欠２５が、下型４２の円形凹部４３の外周立ち上がり面４３ｂに形成された山部４３ｄと係合され、これによって各円盤２１が互いに位置合わせされた状態となっている。
【００３５】
ボス１及び円盤２１には、予め加硫接着剤が塗布されるが、円盤２１は、その両端面２１ａ，２１ｂに微小突起２３，２４を有するため、加硫接着剤の塗布後に重ねておいても、円盤２１同士が貼り付くのを有効に防止することができる。
【００３６】
次に、金型４における下型４２と上型４１とを、図７に示されるように型締めする。この状態では、互いに積層された複数の円盤２１からなる質量体２と、ボス１が、下型４２と上型４１の間で軸方向に挟持される。
【００３７】
型締めによって、金型４の内面とボス１及び質量体２との間には、キャビティＣが画成される。このキャビティＣは、ボス１の外周面と質量体２の内周面との間に位置する弾性体成形空間Ｃ１と、そこから延びる弾性層成形空間Ｃ２と、各円盤２１の間の隙間からなる。そしてこのキャビティＣに、不図示の未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、図４及び図５に示される弾性体３が加硫成形されると共にボス１及び質量体２と一体的に加硫接着される。
【００３８】
このような成形工程により得られた弾性体３とボス１及び質量体２との一体成形物としてのダイナミックダンパは、下型４２の突条４３ｃと、これによって弾性層３１の外周面３１ａに成形された溝３３が係合状態にあるので、これによる離型抵抗によって、型開きの際に確実に下型４２側に保持される。しかも弾性層３１の外周面３１ａがテーパ状に形成されているため、下型４２からの離型（製品取り出し）を容易に行うことができる。
【００３９】
上述の製造方法において、質量体２を構成する円盤２１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工することによって製作されるため、安価に製作することができる。そして、積層された各円盤２１が、その外周面２１ｃに形成された切欠２５と、金型４（下型４２）の山部４３ｄとの係合によって互いに位置合わせされるので、質量体２による安定した円周方向慣性質量を得ることができる。また、質量体２の慣性質量を変更するには、円盤２１の積層数を変更すれば良く、すなわち円盤２１は、質量体２の慣性質量の異なるダイナミックダンパにも転用することができる。
【００４０】
また、各円盤２１の間に微小突起２３，２４によって形成された微小隙間には、未加硫ゴム材料の賦形過程で、このゴム材料を意図的に廻し込んで介入させることができるので、円盤２１同士を薄いゴム膜を介して強固に接着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第一の形態による方法で製造されたダイナミックダンパを、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】図１のダイナミックダンパに用いられる円盤を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図３】図１のダイナミックダンパの製造に、本発明に係る製造方法を適用した第一の形態を、円盤の軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図４】本発明の第二の形態による方法で製造されたダイナミックダンパを、その軸心と直交する平面で切断して示す部分断面図である。
【図５】図４におけるＯ−Ｖ線で切断して示す半断面図である。
【図６】図４及び図５のダイナミックダンパに用いられる円盤を、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図７】図４のダイナミックダンパの製造に、本発明に係る製造方法を適用した第二の形態を、円盤の軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図８】従来の技術によるダイナミックダンパを、その軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ボス
２  質量体
２１  円盤
２１ａ，２１ｂ  端面
２１ｃ  外周面
２２  打ち出し部
２２ａ  凸面
２２ｂ  凹面
２３，２４  微小突起
２５  切欠
３  弾性体
３１  弾性層
３３  溝
３４  谷部
４  金型
４１  上型
４１ａ  位置決め凹部
４２  下型
４３  円形凹部
４３ａ  位置決め凸部
４３ｂ  外周立ち上がり面
４３ｃ  突条
４３ｄ  山部
Ｃ  キャビティ
【図１】
2006077793.tif 000003
【図２】
2006077793.tif 000004
【図３】
2006077793.tif 000005
【図４】
2006077793.tif 000006
【図５】
2006077793.tif 000007
【図６】
2006077793.tif 000008
【図７】
2006077793.tif 000009
【図８】
2006077793.tif 000010