聯(lián)結(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于伺服馬達(dá)的聯(lián)結(jié)器，其能夠提高速度增益控制、改善回應(yīng)性， 且能夠縮短趨穩(wěn)時(shí)間。
【背景技術(shù)】
[0002] 在伺服馬達(dá)中，經(jīng)由聯(lián)結(jié)器進(jìn)行從驅(qū)動(dòng)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸向被動(dòng)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸的扭矩傳 遞。這種聯(lián)結(jié)器由一對轂件、以及設(shè)在兩轂件間的橡膠間隔件構(gòu)成。作為橡膠間隔件，可采 用例如硅橡膠、聚氨酯橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠（SBR)等。這種橡膠間隔件被要求 須具有一定的剛性、可抑制因振動(dòng)所導(dǎo)致的振幅、以及提高扭矩傳遞性能。
[0003] 在非專利文獻(xiàn)1中，公開有這種伺服馬達(dá)的課題。亦即，為避免共振，必須提高共 振角頻率、遠(yuǎn)離輸入角頻率。然而在這種情況下，則必須至少提高作為機(jī)械系統(tǒng)代表的聯(lián)軸 節(jié)（shaftcoupling)的扭轉(zhuǎn)剛性。當(dāng)遭遇到基于低扭轉(zhuǎn)剛性的共振關(guān)系的情況下，須將控 制系統(tǒng)、特別是伺服馬達(dá)的增益控制降低到不至于引起共振的水平，或是為了消除共振而 必須使用選擇性帶通濾波器。
[0004] 例如，當(dāng)為了提高固有振動(dòng)頻率而將聯(lián)軸節(jié)形成為高剛性化時(shí)，聯(lián)軸節(jié)將變得大 型化，進(jìn)而慣性力矩增大。然而在高速、高回應(yīng)性的精密定位機(jī)構(gòu)中，使用具有大慣性力矩 的聯(lián)軸節(jié)，將對加速時(shí)間、減速時(shí)間及停止精度造成影響，難以進(jìn)行該定位機(jī)構(gòu)的控制。此 外，馬達(dá)的容量也必須要為了聯(lián)軸節(jié)，增大為比馬達(dá)原本處理的作業(yè)所需大小還要大的容 量。也因?yàn)槿绱耍苁褂玫穆?lián)軸節(jié)的大小有其上限。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 非專利文獻(xiàn)1 :「次世代精密定位技術(shù)」第359~361頁，2000年4月25日，株式 會(huì)社富士科技系統(tǒng)發(fā)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明所要解決的課題
[0008] 如非專利文獻(xiàn)1中所記載，僅僅提高作為聯(lián)軸節(jié)的聯(lián)結(jié)器的扭轉(zhuǎn)剛性，而使伺服 馬達(dá)的速度增益控制上昇、提高回應(yīng)性的作法有其上限。然而，除了聯(lián)結(jié)器的扭轉(zhuǎn)剛性以 外，并未揭示有與速度增益控制、或是回應(yīng)性具有關(guān)聯(lián)性的特性。
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高速度增益控制、且能夠縮短趨穩(wěn)時(shí)間的聯(lián)結(jié) 器。
[0010] 用于解決課題的手段
[0011] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的一方式提供一種聯(lián)結(jié)器，該聯(lián)結(jié)器具備：一對轂件， 由第1轂件及第2轂件構(gòu)成，其中，所述第1轂件具有第1內(nèi)端面及多個(gè)第1爪部，所述多個(gè) 第1爪部在圓周方向上隔著間隔而配置在該第1內(nèi)端面上，且在第1轂件的軸線方向上突 出，在相鄰的兩個(gè)第1爪部之間設(shè)置有第1間隙，所述第2轂件具有第2內(nèi)端面及多個(gè)第2 爪部，所述多個(gè)第2爪部在圓周方向上隔著間隔而配置在所述第2內(nèi)端面上，且在第2轂件 的軸線方向上突出，在相鄰的兩個(gè)第2爪部之間設(shè)置有第2間隙，第1內(nèi)端面及第2內(nèi)端面 配置成相互對向，多個(gè)第1爪部分別配置在第2間隙，多個(gè)第2爪部分別配置在第1間隙； 以及，配置在第1內(nèi)端面及第2內(nèi)端面之間的橡膠間隔件；衰減比G與動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù) K的平方根K1/2的乘積為1. 3~12. 0。
[0012] 在上述聯(lián)結(jié)器中，優(yōu)選形成橡膠間隔件的橡膠材料的損耗正切tanS為0.2~ 1. 3〇
[0013] 在上述聯(lián)結(jié)器中，優(yōu)選在與一對轂件的軸線正交的截面中，多個(gè)第1爪部及多個(gè) 第2爪部的內(nèi)周與外周之間的橡膠間隔件的截面積相對于在該截面中的多個(gè)第1爪部和多 個(gè)第2爪部以及多個(gè)第1爪部和多個(gè)第2爪部的內(nèi)周與外周之間的橡膠間隔件的合計(jì)截面 積占20~50%。
[0014] 在上述聯(lián)結(jié)器中，優(yōu)選衰減比G為0.07~0.27。
[0015] 在上述聯(lián)結(jié)器中，優(yōu)選動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)K的平方根K1/2為12. 2~58. 3。
[0016] 發(fā)明效果
[0017] 所述衰減比G與動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)K的平方根K1/2之間的關(guān)系用衰減曲線表示， 動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)K的平方根K1/2越小，則衰減比G越大，而當(dāng)動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)K的平 方根K1/2越大，則衰減比G越小。動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)K的平方根K1/2及衰減比G越大，則 表示在聯(lián)結(jié)器中的回應(yīng)性的速度增益控制越高。在本發(fā)明的聯(lián)結(jié)器中，動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù) K的平方根K1/2與衰減比G的乘積為1. 3~12. 0。由此，能夠一併增加動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù) K的平方根K1/2和衰減比G，能夠有助于增益的提高。
[0018] 再加上由于聯(lián)結(jié)器的衰減比G增大時(shí)衰減性提高，且動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)K的平方 根K1/2增大時(shí)剛性提高，因此能夠抑制扭矩傳遞的延遲。
[0019] 據(jù)此，通過本發(fā)明的聯(lián)結(jié)器，能夠發(fā)揮這樣的效果：能夠提高速度增益控制，并且 還能夠縮短趨穩(wěn)時(shí)間。
【附圖說明】
[0020] 圖1是表示在本發(fā)明第1實(shí)施方式中的聯(lián)結(jié)器的立體圖。
[0021] 圖2是表示在第1實(shí)施方式中的聯(lián)結(jié)器的橡膠間隔件部分的剖視圖。
[0022] 圖3是表示在第1實(shí)施方式中的聯(lián)結(jié)器的分解立體圖。
[0023] 圖4是表示動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)彈簧常數(shù)K的平方根K1/2與衰減比G之間的關(guān)系的圖表。
[0024] 圖5是表示在第2實(shí)施方式中的聯(lián)結(jié)器的分解立體圖。
[0025] 圖6是表示在第2實(shí)施方式中的聯(lián)結(jié)器的橡膠間隔件部分的剖視圖。
[0026] 附圖標(biāo)iP,說明
[0027] 10…聯(lián)結(jié)器、111…第1轂件、112…第2轂件、Ila…內(nèi)端面、12,12a，12b…爪部、 13…橡膠間隔件、20…間隙、21…空間部、X…軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0028] (第1實(shí)施方式）
[0029] 以下，依據(jù)圖1~圖4,詳細(xì)說明將本發(fā)明具體化的第1實(shí)施方式。
[0030] 如圖3所示，第1實(shí)施方式的聯(lián)結(jié)器10的構(gòu)成要素包含由第1轂件111和第2轂 件112構(gòu)成的圓筒狀的一對轂件。第1轂件111及第2轂件112分別具有內(nèi)端面11a，它們 的內(nèi)端面Ila配置成相互對向。在各內(nèi)端面Ila上，沿圓周方向隔著等間隔而配置連結(jié)用 的三個(gè)爪部12。各爪部12在第1轂件111及第2轂件112的軸線X方向上突出。在第1 轂件111與第2轂件112之間，配置有作為聯(lián)結(jié)器10的構(gòu)成要素的橡膠間隔件13。在第1 轂件111及第2轂件112的中心部，形成有貫通于其軸線X方向的插通孔14。在橡膠間隔 件13中形成有與第1轂件111及第2轂件112的插通孔14連通的貫通孔15。
[0031] 如圖1所示，聯(lián)結(jié)器10構(gòu)成為，在第1轂件111及第2轂件112中一方的插通孔 14內(nèi)，插通有伺服馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸16,在另一方的插通孔14中插通有被動(dòng)側(cè)的旋轉(zhuǎn) 軸17,從而旋轉(zhuǎn)軸17與旋轉(zhuǎn)軸16連接。
[0032] 作為形成第1轂件111及第2轂件112的金屬，采用鋁（鋁合金）、鑄鐵、鋼材（不 銹鋼）、銅合金等。作為形成橡膠間隔件的橡膠材料，則采用氟系橡膠、丙烯腈-丁二烯-共 聚物橡膠的氫化物（HNBR)、天然橡膠（NR)、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠（SBR)、氫丁二烯橡 膠（CR)、聚氨酯橡膠（U)、硅橡膠（Q)等。在這些橡膠材料之中，由硬度、衰減性等觀點(diǎn)來判 斷，則以氟系橡膠為佳。作為氟系橡膠，列舉有偏二氟乙烯系橡膠（FKM)等。
[0033] 所述橡膠材料的損耗正切tanS以〇. 2~1. 3為佳，以0. 2~0. 7為更佳。損耗 正切tanS表示損耗剪切彈性系數(shù)與儲(chǔ)藏剪切彈性系數(shù)之比，表示橡膠材料變形時(shí)橡膠材 料吸收的能量水平、也就是變換成熱的水平。當(dāng)該損耗正切tanS在上述范圍內(nèi)時(shí)，可更加 容易提尚聯(lián)結(jié)器10的裝減比G及剛性。
[0034] 聯(lián)結(jié)器10的衰減比G較佳為0. 07~0. 27。衰減比G表示衰減特性的系數(shù)，在 衰減自由振動(dòng)波形的振幅呈指數(shù)函數(shù)性地衰減，且取得相鄰振幅比的對數(shù)的對數(shù)衰減率始 終形成一定值的情況下，由該對數(shù)衰減率計(jì)算得出衰減比G。當(dāng)該衰減比G在上述范圍內(nèi) 的情況下，可將聯(lián)結(jié)器10的振幅大小及剛性設(shè)定為較佳值。
[0035] 第1轂件111及第2轂件112的外端面設(shè)有被切除半圓筒狀的缺口部11c。在這 些缺口部Ilc安裝有緊固構(gòu)件18。在第1轂件111及第2轂件112形成有沿著與軸線X正 交的方向延伸的一對通孔lib。在緊固構(gòu)件18形成有一對螺孔18a。
[0036] 如圖1及圖3所示，驅(qū)動(dòng)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸16插通至第