JP2003294085A - 遠心脱水機等の自動バランス機構 - Google Patents

遠心脱水機等の自動バランス機構

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JP2003294085A
JP2003294085A JP2002372644A JP2002372644A JP2003294085A JP 2003294085 A JP2003294085 A JP 2003294085A JP 2002372644 A JP2002372644 A JP 2002372644A JP 2002372644 A JP2002372644 A JP 2002372644A JP 2003294085 A JP2003294085 A JP 2003294085A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B9/00Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/14Balancing rotary bowls ; Schrappers

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  • Accessory Of Washing/Drying Machine, Commercial Washing/Drying Machine, Other Washing/Drying Machine (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 遠心脱水機に生じる偏芯モーメントの検
知をより鋭敏にすると共に、検出した偏芯モーメントを
自動調整できるバランス機構をシンプルな構造に形成し
て確実に動作するようにした自動バランス機構を提供す
ること。 【解決手段】 高速回転する遠心脱水機等に搭載した積
載物の偏芯モーメントを自動的に調整する自動バランス
機構4bであって、その機構Abの回転軸2,3上にその回
転の半径方向に可動な調整錘9を設け、その調整錘9に
エア等の流体を作用させて移動させるように配設すると
共に、該調整錘9にその移動方向の両面に延びたロッド
71L,71Rを設け該ロッド71L,71Rの先端側に前記積載物
を載せる回転板4L,4Rを設けたこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速回転する遠心
脱水機や遠心分離機のように、回転軸に関して左右に部
品などによる重量がかかった回転体を高速回転させる機
器における前記回転体の自動バランス機構に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】光学部品や半導体部品、或は、精密機械
部品など(以下、単に部品という)は、製造された後に
洗浄,乾燥されるが、その乾燥過程において遠心脱水法
が採用されている。このための遠心脱水機は、脱水機構
部を高速回転させるように形成されているが、高速回転
になると、被脱水部品の少しの偏芯モーメントが大きな
遠心力を生じて脱水機構部に振動等を惹起して弊害を生
じるので、それを調整するために様々な調整機構が採用
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、遠心脱水機
に生じる偏芯モーメントの検知をより鋭敏にすると共
に、検出した偏芯モーメントを自動調整できるバランス
機構をシンプルな構造に形成して確実に動作するように
した自動バランス機構を提供することを課題とするもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
を目的としてなされた本発明自動バランス機構の第一の
構成は、高速回転する遠心脱水機等に搭載した積載物の
偏芯モーメントを自動的に調整する自動バランス機構で
あって、その機構の回転軸上にその回転の半径方向に可
動な調整錘を設け、その調整錘にエア等の流体を作用さ
せて移動させるように配設すると共に、該調整錘にその
移動方向の両面に延びたロッドを設け該ロッドの先端側
に前記積載物を載せる回転板を設けたことを特徴とする
ものである。前記調整錘に作用させるエア等の流体は、
回転軸にかかる偏芯モーメントによる遠心力を機械-電
気的に検出し、この検出信号に基づき前記流体の給排回
路に設けた電磁弁の開閉制御をして、前記調整錘に前記
流体を作用させる。
【0005】本発明自動バランス機構の第二の構成は、
偏芯モーメントによる遠心力を検知するため、ゴム等の
弾性材で回転軸を支持すると共に、該回転軸を挟み、か
つ、その軸の上下方向で配置差を付けて回転可能な導電
ローラを2個設け、夫々のローラと微小な隙間をあけて
前記ローラの外側に導電リングを2個設けて検出部を形
成し、前記導電ローラが、遠心力で生ずるラジアル方向
の力による回転軸の撓みによって前記導電リングに接し
通電されることにより、調整錘を移動させるための流体
を当該調整錘に作用させるようにしたことを特徴とする
ものであり、また、第三の構成は、前記遠心力の検知を
鋭敏にするため、前記回転軸の一部を、ねじり応力に強
く平面軸の一方向(導電ローラと導電リングに接する方
向)に撓み易い板状の軸で形成したことを特徴とするも
のである。
【0006】即ち、請求項1記載の発明では、偏芯モー
メントに対向する調整錘の移動を、従来の歯車の複雑な
組み合わせではなくエア等の流体の作用により行うよう
に形成したのでバランス機構の構造がシンプルになり、
請求項2記載の発明では、偏芯モーメントの検知を機械
-電気的手段で行うことにより、ローラの回転力を利用
して調整錘を移動させる従来方法のように大きな接触力
を必要としない。また、請求項3記載の発明では、小さ
な偏芯モーメントによる遠心力であっても正確かつ迅速
に検知するため、回転軸の一部を板状に形成して撓み易
くした。
【0007】
【発明の実施の形態】次に本発明自動バランス機構の実
施の形態例について、図に拠り説明する。図1は本発明
自動バランス機構の外観を例示した左側面図、図2は図
1のA−A線矢視断面図、図3は図2における上部軸受
部の拡大断面図、図4は図3のB−B線矢視断面図であ
る。
【0008】図1,図2は、本発明自動バランス機構が
適用される遠心脱水機の一例を示すもので、その構成は
次の通りである。フレーム1に設けられた駆動軸2の上
部に、ここでは板状の軸3(以下、板軸3という)を連
結し、該軸3の上に当該軸3の幅と直交する向きでマウ
ントした筒体7の中央に、その筒体7を貫通する2本の
ロッド71L,71R(図では1本のロッドで表わしている)
を配設し、両ロッド71L,71Rの先端に、脱水すべき部品
が収容される2つのワークケージ5L,5Rを載せる正面視
L字状の回転板4L,4Rが設けられている。ワークケージ
5L,5Rは、前記回転板4L,4Rの外端部近くに設けたセッ
ト治具6L,6Rによって着脱自在に装着できるように形成
されている。なお、板軸3は本発明自動バランス機構の
構成部材の一つであり、従来の遠心脱水機のこの部分の
軸は、駆動軸2と一体の軸で形成されている。また、本
発明が適用できる遠心脱水機の構造は上記に例示したも
のに限られるものではない。
【0009】上記構成の板軸3を具備していない遠心脱
水機は、その駆動軸2を図示しないモータなどの駆動源
によって高速回転させ、この回転により生じる遠心力に
よりワークケージ5L,5Rに収められた部品の洗浄水や洗
浄液を飛ばして脱水するのであるが、例えば左右のワー
クケージ5L,5Rに収めた部品の重量に差があると、仮に
回転板4L,4Rの上のセット治具6L,6R、及び、空のケー
ジ5L,5Rの位置と重量がその左右の回転板4L,4Rの回転
中心に関して均斉であっても、前記部品の重量差による
偏芯モーメントを生じ、重量の大きい側の遠心力がその
軸2に掛かり、回転板4L,4Rが前記軸2と一緒に振動し
てしまい、脱水作業を不能にしてしまうという不都合が
あることは、先にも述べた通りである。
【0010】そこで、本発明では、以下に説明する自動
バランス機構を上記遠心脱水機に組込み搭載することに
より、仮に回転板4L,4Rの上にセットした左右のワーク
重量差があって偏芯モーメントが生じても、それを自動
的に補正することができるようにした。次に、この点に
ついて述べる。
【0011】本発明では、上記回転板4L,4Rの略中心の
上面に自動バランス機構Abを設置する。この機構Abは、
水平に倒して回転板4L,4Rの間における板軸3の上に固
定した筒体7の内部の中心に、前後面に同じ撥力のバネ
8L,8Rで釣合いを取ったピストン状の錘体9が、当該筒
体7の内部を、左右の室a,bに気密に仕切り、かつ、
移動可能に設けられていると共に、錘体9の左右両面中
央に2本のロッド71L,71Rが設けられている。ここで
は、1本のロッドを錘体9を貫通させて左右のロッド71
L,71Rとしている。なお、7a,7bは前記左右の室a,b
の外端部に形成した流体給排口である。
【0012】上記筒体7における左右の流体給排口7a,
7bの上部には、前記給排口7a,7bに連通される流体通路
10a,10bを形成したタイプレート10が架設されると共
に、該プレート10の中心には、当該プレート10の流体通
路10a,10bに夫々に連通した通路11a,11bを形成した上
部軸11が立設されている。また、上記タイプレート10の
上方であって、前記上部軸11を左右から対称的に挟む位
置に、当該軸11との当接位置に上下差を与えた2つの導
電ローラ12aと12bが、回転可能に設けられている。
【0013】上記の上部軸11と2つの導電ローラ12a,1
2bには、上部フレーム1uに取付けられた下向き皿状の上
部軸受13が被せられており、上部軸11は、その支持ベア
リング13aがゴムリング14を介してこの上部軸受13に回
転自在に支持されている一方、2つの導電ローラ12a,1
2bは、夫々の外周面に対し小さな隙間を保ってそれぞれ
に対向した上部軸受13の内周壁面に2つの導電リング15
a,15bが設けられ検出部を形成している。
【0014】即ち、上記の導電ローラ12aとこのローラ1
2aに対面した導電リング15a、並びに、導電ローラ12bと
このローラ12bに対面した導電リング15bは、夫々のロー
ラとリングが当接したとき上部フレーム1uに設けている
左右のタッチスイッチ16aと16bとが導通されるように形
成されている。
【0015】上記の上部軸11の2つの流体通路11aと11b
は、そのベアリング13aの上方において、流体用ロータ
リジョイント17に接続され、該ジョイント17の2つのポ
ート17a,17bは、図示しない流体供給源に接続されてい
る。そして、前記ポート17aと17bと流体供給源を繋ぐ夫
々の流体回路には、前記2つのスイッチ16aと16bによっ
て開閉される電磁弁(図示せず)が設けられており、以
上の構成を以て、本発明自動バランス機構Abの一例を形
成する。
【0016】回転板4L,4Rの上方に設置された本発明自
動バランス機構Abは、その上部が上部軸11に支持され、
その軸11が上部軸受13のゴムリング14とベアリング13a
で支持されている。この機構Abの下部は板軸3と駆動軸
2により支持され、図示しないモータ等を主体にした公
知の回転機器で回転駆動されるようになっている。ま
た、上部軸11は、それに形成した流体通路11a,11bが公
知の流体用ロータリジョイント17に接続されており、外
部の流体供給源からポート17a又は17bを経由してエア等
の流体が供給されると、前記流体通路11a又は11b、タイ
プレート10の流体通路10a又は10bを経て筒体7の供給口
7a又は7bからa室又はb室に供給されるようになってい
る。
【0017】洗浄されて脱水すべきワークが収納されワ
ークケージ5L,5Rを回転板4L,4Rに治具6L,6Rによりセ
ットする。このセットにおいて、双方の質量,回転半径
を全く同一にすることは至って困難であり、仮にそのよ
うな状態にセットしようとすると、相当な時間を要し非
能率的である。
【0018】しかし、本発明自動バランス機構Abを有し
ていればその調整範囲内での質量,回転半径のずれは無
視してセット可能である。この点をワークケージ5Rの偏
芯モーメントが大きい場合について説明する。
【0019】回転板4L,4Rが同時に回転することにより
偏芯モーメントによる遠心力が生じると、その遠心力に
よるラジアル荷重で上部軸受13のゴムリング14が凹んで
板軸3が図の右側に撓み、導電ローラ12aが導電リング1
5aに接触して通電し、タッチスイッチ16aが動作する。
これにより図示しない電磁弁によりエア等の流体がポー
ト17aより筒体7のa室に供給される一方、b室の流体
がポート17bから排出されて、調整錘9がb室側に移動
して遠心力を発生し、ワークケージ5Rの偏芯距離が小さ
くなって遠心力が減少し、その分ワークケージ5Lの偏芯
距離が大きくなって遠心力が増大して双方の遠心力がバ
ランスし、ラジアル荷重が無くなると、板軸3の撓みが
とれて、導電ローラ12aが導電リング15aから離れるので
タッチスイッチ16aの通電が遮断され、回転板4L,4Rは
その状態を保ちスムースに回転する。
【0020】一方、上記とは逆にワークケージ5Lの偏芯
モーメントが大きい場合は、調整錘9の移動が上記例と
は逆になり、上記例と同様な自動バランス作用をする。
ここで、バネ8L,8Rは、被脱水部品が除去され、偏芯モ
ーメントが無くなった時、ポート17a,17bに対する流体
回路の電磁弁をフリーにすることによって筒体7の両室
a,bが同圧になることにより、調整錘9を回転中心に
戻す。
【0021】以上に説明したように、本発明自動バラン
ス機構では、軸2,板軸3,回転板4L,4R、この上のワ
ークケージ5L,5Rなどの回転体に、左,右のワークの質
量差などに起因する偏芯モーメントによる遠心力が作用
すると、その力が前記軸2,3のラジアル方向に生じて
板軸3を撓ませ、板軸3が撓むと遠心力を受けてその軸
3が撓んだ側に位置した導電ローラ12a又は12bが導電リ
ング15a又は15bに接し、この通電によりタッチスイッチ
16a又は16bが作動し、図示していない電気制御回路によ
りポート17a,17bに通じた流体回路の電磁弁が作動し、
エア等を調整錘9が板軸3の撓みと反対方向に移動する
ように供給するので、調整錘9によって補正用、つまり
自動バランス用の遠心力が発生し、左右のワーク及びそ
れらのケージ5L,5Rの移動による遠心力の増減をする。
【0022】前記調整錘9の移動による遠心力と、左右
のワークとそれらのケージ5L,5Rの移動による遠心力の
増減が左右で相殺されて板軸3の撓みが無くなり、前記
導電ローラ12a又は12bと導電リング15a又は15bが離れて
通電が遮断されてエア等の流体の供給が止まるので、こ
の状態を維持して回転板4L,4Rはスムースに高速回転す
るのである。
【0023】
【発明の効果】本発明は以上の通りであって、脱水すべ
き部品がセットされる回転板の回転軸上に、その回転の
半径方向に可動な調整錘と該錘の両面に設けられる前記
回転板を支持したロッドを設け、この調整錘とロッドを
エア等の流体によって移動させるように配設したから、
前記回転板に偏芯による遠心力が発生しても、それに対
向する側に前記調整錘,ロッド,回転板を流体で移動さ
せることにより、前記遠心力を相殺することができ、自
動バランス機構をシンプルな構造に形成することができ
る。
【0024】また、本発明では、偏芯モーメントによる
遠心力を検知するため、ゴム等の弾性材で回転軸を支持
すると共に、該回転軸を挟み、かつ、その軸の上下方向
で配置差を付けて回転可能な導電ローラを2個設け、夫
々のローラと微小な隙間をあけて前記ローラの外側に導
電リングを2個設けて、前記導電ローラが、遠心力で生
ずるラジアル方向の力による回転軸の撓みによって前記
導電リングに接して通電させ、調整錘等を移動させるた
めの流体を当該錘に作用させるようにしたので、公知の
調整機構のように、構造が複雑になる歯車列や調整錘等
の移動に必要な力を得るために大きな接触力を要する駆
動ローラが不要になるという利点が得られる。
【0025】更に、偏芯モーメントによる遠心力の検知
感度を上げるため、回転軸の一部を撓み易い板状の軸に
より形成したので、迅速かつ正確に偏芯モーメントによ
る遠心力を相殺することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明自動バランス機構の外観を例示した左側
面図。
【図2】図1のA−A線矢視断面図。
【図3】図2における上部軸受部の拡大断面図。
【図4】図3のB−B線矢視断面図。
【符号の説明】
1 フレーム 1u 上部フレーム 2 回転軸 3 板軸 4L,4R 回転板 5L,5R ワークケージ 6L,6R セット治具 7 筒体 71L,71R ロッド a,b 筒体7の2つの流体室 8L,8R 釣合いバネ 9 調整錘 10a,10b 流体通路 11 上部軸 12a,12b 導電ローラ 13 上部軸受 13a ベアリング 14 ゴムリング 15a,15b 導電リング 16a,16b タッチスイッチ 17 流体用ロータリジョイント 17a,17b ポート

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高速回転する遠心脱水機等に搭載した積
    載物の偏芯モーメントを自動的に調整する自動バランス
    機構であって、その機構の回転軸上にその回転の半径方
    向に可動な調整錘を設け、その調整錘にエア等の流体を
    作用させて移動させるように配設すると共に、該調整錘
    にその移動方向の両面に延びたロッドを設け該ロッドの
    先端側に前記積載物を載せる回転板を設けたことを特徴
    とする遠心脱水機等の自動バランス機構。
  2. 【請求項2】 調整錘に作用させるエア等の流体は、回
    転軸にかかる偏芯モーメントによる遠心力を機械-電気
    的に検出し、この検出信号に基づき前記流体の給排回路
    に設けた電磁弁の開閉制御をして、前記調整錘に流体を
    作用させるようにした請求項1の遠心脱水機等の自動バ
    ランス機構。
  3. 【請求項3】 高速回転する遠心脱水機等に搭載した積
    載物の偏芯モーメントを自動的に調整する自動バランス
    機構において、偏芯モーメントによる遠心力を検知する
    ため、ゴム等の弾性材で回転軸を支持すると共に、該回
    転軸を挟み、かつ、その軸の上下方向で配置差を付けて
    回転可能な導電ローラを2個設け、夫々のローラと微小
    な隙間をあけて前記ローラの外側に導電リングを2個設
    けて検出部を形成し、前記導電ローラが、遠心力で生ず
    るラジアル方向の力による回転軸の撓みによって前記導
    電リングに接し通電されることにより、調整錘を移動さ
    せるための流体を当該調整錘に作用させるようにしたこ
    とを特徴とする遠心脱水機等の自動バランス機構。
  4. 【請求項4】 高速回転する遠心脱水機等に搭載した積
    載物の偏芯モーメントを自動的に調整する自動バランス
    機構において、請求項3の遠心力の検知を鋭敏にするた
    め、前記回転軸の一部を、ねじり応力に強く平面軸の一
    方向(導電ローラと導電リングに接する方向)に撓み易
    い板状の軸で形成したことを特徴とする遠心脱水機等の
    自動バランス機構。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007331025A (ja) * 2006-06-19 2007-12-27 Nissan Motor Co Ltd 微細凹部加工装置及び微細凹部加工方法
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US8641335B2 (en) 2005-07-06 2014-02-04 Nissan Motor Co., Ltd. Apparatus for forming microscopic recesses on a cylindrical bore surface and method of forming the microscopic recesses on the cylindrical bore surface by using the apparatus

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