(57)【要約】【課題】弾性体３の硬度や材質の変更にのみ依存されず、しかも部品仕様の増加を来すことなく、動的吸振特性の変更が可能なダイナミックダンパを提供する。【解決手段】振動低減対象の回転部材側に取り付けられるボス１と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体２が、ゴム状弾性材料からなる弾性体３を介して連結されている。質量体２は、複数の金属円盤２１を積層したものであり、各金属円盤２１の内周面は、弾性体３の本体部３１を介して互いに一体化され、各金属円盤２１の外周面は、本体部３１から端面被覆層３２を介して延びる外周被覆層３３で被覆されることによって互いに一体化されている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動低減対象の回転部材側に取り付けられるボス（１）と、その外周側に同心的に配置された環状の質量体（２）が、ゴム状弾性材料からなる弾性体（３）を介して連結され、前記質量体（２）が、複数の金属円盤（２１）の積層体からなり、各金属円盤（２１）が、前記弾性体（３）の一部を介して互いに一体化されたことを特徴とするダイナミックダンパ。
【請求項２】
質量体（２）における複数の金属円盤（２１）が、軸方向に積層されたことを特徴とする請求項１に記載のダイナミックダンパ。
【請求項３】
質量体（２）の外周部が、弾性体（３）に形成された被覆層（３３）で被覆されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイナミックダンパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防音及び防振技術に係るものであり、回転機器から発生する振動を防止するためのダイナミックダンパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファクシミリ、複写機などの給紙用や、プリンタの印字ヘッド及び給紙のためのサーボ駆動用としては、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３は、従来の技術によるダイナミックダンパを示すもので、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ方向の矢視図である。すなわち従来のダイナミックダンパは、図３に示されるように、ステッピングモータ等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、ボス１０１と質量体１０２とを互いに弾性的に連結するゴム状弾性材料からなる環状の弾性体１０３とからなり、回転軸に発生した所定の周波数域の振動がボス１０１から入力された時に、弾性体１０３と質量体１０２で構成されるばね−質量系（副振動系）が共振し、その共振による振動が、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のダイナミックダンパによれば、質量体１０２の形状は一定となっており、動的吸振特性（共振周波数）の調整は、弾性体１０３を構成するゴム状弾性材料の硬度や材質の変更にのみ依存されている。勿論、質量体１０２の形状や寸法を変更することによって動的吸振特性を変更することは可能であるが、質量体１０２の形状や寸法の変更は、部品仕様の増加を来すため、好ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、弾性体の硬度や材質の変更にのみ依存されず、しかも部品仕様の増加を防止して、動的吸振特性の変更が可能なダイナミックダンパを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来の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は、振動低減対象の回転部材側に取り付けられるボスと、その外周側に同心的に配置された環状の質量体が、ゴム状弾性材料からなる弾性体を介して連結され、前記質量体が、複数の金属円盤の積層体からなり、各金属円盤が、前記弾性体の一部を介して互いに一体化されたものである。
【０００７】
請求項２の発明に係るダイナミックダンパは、請求項１に記載の構成において、質量体における複数の金属円盤が、軸方向に積層されたものである。この場合、各金属円盤は、同形同大の円盤状とすることができる。
【０００８】
請求項３の発明に係るダイナミックダンパは、請求項１又は２に記載の構成において、質量体の外周部が、弾性体に形成された被覆層で被覆されたものである。このため、質量体を構成する複数の金属円盤は、前記被覆層によって、外周側からも一体化された状態に保持される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るダイナミックダンパの好ましい実施の形態を示すもので、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ方向の矢視図である。この図１に示されるように、本形態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に外挿して取り付けられるボス１と、その外周側に同心的に配置された質量体２が、弾性体３を介して連結された構造を有する。
【００１０】
ボス１は、金属からなるものであって、内周にステッピングモータ等の回転軸を挿通可能な円筒状に形成されている。質量体２は、内径がボス１の外径よりも適宜大径であって、同形同大の複数（図示の例では４枚）の金属円盤２１を、軸方向に積層したものであって、各金属円盤２１の質量は小さいが、これを複数積層することによって、動的吸振作用を得るための所要の質量を有するものとなっている。
【００１１】
弾性体３は、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等のゴム状弾性材料からなるものであって、ボス１と質量体２の双方に加硫接着されている。この弾性体３は、ボス１と質量体２との間にあってこのボス１と質量体２とを互いに弾性的に連結している環状の本体部３１と、その軸方向一端外周から延びて、質量体２の一端面を覆うように、言い換えれば質量体２における軸方向一端に位置する金属円盤２１の外端面を覆うように形成された端面被覆層３２と、その外周端から軸方向へ延びて質量体２の外周面を覆うように形成された外周被覆層３３とからなる。
【００１２】
このため、質量体２を構成する複数の金属円盤２１は、弾性体３の本体部３１を介して内周側で互いに結合されると共に、弾性体３の外周被覆層３３を介して外周側でも互いに結合されている。なお、外周被覆層３３には、円周方向等間隔で切欠部３３ａが存在するが、この切欠部３３ａは、後述する弾性体３の加硫接着工程において、ゴム加硫金型内に金属円盤２１を同心的に位置決め固定するための位置決め突起と対応して形成されたものである。
【００１３】
弾性体３と質量体２は、動的吸振作用を発揮するばね−質量系（副振動系）を構成している。すなわち、弾性体３の本体部３１は、回転軸の駆動に伴う振動がボス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主体となる部分であり、弾性体３における端面被覆層３２及び外周被覆層３３は、金属円盤２１からなる質量体２と共に、実質的に、前記ばね−質量系における質量部となるものである。そしてこのばね−質量系の共振周波数は、弾性体３における本体部３１のばね定数と、質量体２を含む質量部の慣性質量とによって、低減対象の振動周波数域、例えばステッピングモータの回転軸における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。
【００１４】
上述の構成を備えるダイナミックダンパの製造に際しては、まずボス１及び金属円盤２１を製作する。ボス１は、例えば金属パイプの切断等によって製作することができ、金属円盤２１は、鋼板等を、内周に円形孔を有する円盤状に打ち抜くことによって製作することができる。これらボス１及び金属円盤２１は、ゴムとの加硫接着のための接着剤に浸漬することによって、表面に接着剤を付着させた後、乾燥させる。
【００１５】
図２は、ボス１及び質量体２（金属円盤２１）への弾性体の加硫接着工程を示す説明図である。この加硫接着工程では、図２に示されるように、複数の分割型４１〜４３間に、金属円盤２１を挿入可能な円形の成形用キャビティ４０が形成されるゴム加硫金型４を用いる。
【００１６】
すなわち、まず接着剤を塗布、乾燥させたボス１及び金属円盤２１を、キャビティ４０内に同心的にセットする。このとき、ボス１は、キャビティ４０の中心に突出した位置決めピン４４によって同心的に位置決めされ、複数の金属円盤２１は、その厚さ方向、すなわち軸方向に積層された状態で挿入されると共に、キャビティ４０の外周部（分割型４２）に円周方向等間隔で設けられた位置決め突起４５によって同心的に位置決めされる。
【００１７】
なお、セットされる金属円盤２１の枚数は、その積層体全体の軸方向厚さｔがキャビティ４０の軸方向幅ｗより小さくなる範囲内で、要求される特性に基づいて適切に決定される。このため、金属円盤２１の積層体と分割型４１との対向端面間には、ボス１と金属円盤２１の積層体との間の環状空間４０ａから連続して延びる円盤状空間４０ｂが、ｗ−ｔに相当する軸方向幅で形成される。また、キャビティ４０の外径は金属円盤２１の外径よりも大径であるため、金属円盤２１の積層体の外周には、前記円盤状空間４０ｂと連続すると共に位置決め突起４５によって円周方向に分割された円弧状空間４０ｃが形成される。
【００１８】
キャビティ４０へのボス１及び金属円盤２１のセットが終わったら、分割型４１〜４３を、図示の状態に型締めし、キャビティ４０内に、未加硫ゴム材料（不図示）を充填して加熱・加圧する。なお、未加硫ゴム材料は、キャビティ４０内へ迅速に充填されるように、好ましくは、環状空間４０ａ、円盤状空間４０ｂ及び円弧状空間４０ｃのそれぞれに同時に注入する。
【００１９】
ここで、キャビティ４０へ注入された未加硫ゴム材料のうち、環状空間４０ａに充填された部分は、架橋（加硫）硬化によって、図１における弾性体３の本体部３１となるものであり、円盤状空間４０ｂに充填された部分は、図１における弾性体３の端面被覆層３２となるものであり、円弧状空間４０ｃに充填された部分は、図１における弾性体３の外周被覆層３３となるものであり、加熱・加圧によって架橋硬化すると共に、ボス１及び金属円盤２１に一体的に加硫接着される。また、キャビティ４０へ注入された未加硫ゴム材料の一部は、積層された金属円盤２１，２１，…間の僅かな隙間にも侵入して架橋硬化すると共に、金属円盤２１，２１の端面と加硫接着される。
【００２０】
上述のような工程によって製造された、図１に示される形態のダイナミックダンパは、例えば複写機のステッピングモータの回転軸に、この回転軸の振動を低減する目的で装着される。そして、弾性体３と質量体２によって構成されるばね−質量系の共振周波数（固有振動数）は、弾性体３の本体部３１のばね定数と、質量体２及び弾性体３における被覆層３２，３３からなる質量部の慣性質量によって、ステッピングモータの回転軸の駆動に伴って生じる振動の振幅が最大となる周波数域に同調させてある。そして、前記ばね−質量系の共振周波数は、弾性体３を構成するゴム状弾性材料の硬度や材質の変更のみに依存されず、上述した製造過程で、金型４内にセットする金属円盤２１の積層枚数によって任意に調整することができる。
【００２１】
このため、ステッピングモータの回転軸の振動がボス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、弾性体３と質量体２によって構成されるばね−質量系が共振する。このとき、質量体２を構成する金属円盤２１の積層体は、その内周側に加硫接着された弾性体本体部３１と、外周側に加硫接着された外周被覆層３３と、各金属円盤２１間の微小隙間に介在して加硫接着された薄膜状のゴム層（不図示）によって、互いに拘束されているので、一体の質量体２として共振運動する。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。
【００２２】
なお、金属円盤２１は、ある程度薄肉にして１枚当たりの質量を小さくすることによって、その積層枚数の増減によるばね−質量系の共振周波数の調整幅を、細かくすることができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るダイナミックダンパによれば、質量体が、複数の金属円盤の積層体からなり、各金属円盤が、質量体をボスの外周に連結している弾性体の一部を介して互いに一体化されたものであるため、弾性体のばね定数だけでなく、金属円盤の積層枚数によっても、共振周波数特性を調整することができる。したがって、質量体の部品仕様が統一されるので、質量体の部品仕様の増加を来すことなく、要求特性に応じて共振周波数を調整することができる。
【００２４】
請求項２の発明に係るダイナミックダンパによれば、質量体における複数の金属円盤が、軸方向に積層されたもので、各金属円盤は、同形同大の単純な円盤状とすることができるため、低コストで製作することができる。
【００２５】
請求項３の発明に係るダイナミックダンパによれば、質量体を構成する複数の金属円盤の外周部が、弾性体から延びる被覆層で被覆されるため、各金属円盤が、弾性体の本体部によって内周側から一体化されるほか、被覆層によって、外周側からも一体化された状態とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るダイナミックダンパの好ましい実施の形態を示すもので、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ方向矢視図である。
【図２】図１のダイナミックダンパの製造において、ボス及び金属円盤への弾性体の加硫接着工程を示す説明図である。
【図３】従来の技術によるダイナミックダンパを示すもので、（Ａ）は軸心を通る平面で切断した断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ方向矢視図である。
【符号の説明】
１　ボス
２　質量体
２１　金属円盤
３　弾性体
３１　本体部
３２　端面被覆層（被覆層）
３３　外周被覆層（被覆層）
３３ａ　切欠部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月18日(2002.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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