JP2005262433A - 自動バランス調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成簡単かつ安価で、信頼性高く長寿命の自動バランス調整装置を得る。
【解決手段】回転系の回転軸線Ａの周りに配置した走行路１８を設け、走行路１８内に少なくとも１個のバランス調整体２０を移動自在に保持し、このバランス調整体に沿って弾性を有する固定手段を設け、回転系の回転速度が所定閾値よりも低い場合に、この固定手段が少なくとも１個のバランス調整体２０を走行路１８の内方移動限界面２６に押し付けて固定するようにした自動バランス調整装置２において、走行路１８を、断面で見て少なくとも１個のバランス調整体２０の遠心力方向Ｆに向かって狭まるよう互いに傾斜した２個の転動面２２ａ，２２ｂと、弾性を有する固定手段とによって画定し、固定手段を２個の転動面２２ａ，２２ｂ間に配置して、バランス調整体２０を転動面２２ａ，２２ｂから離して遠心力方向Ｆとは反対方向に内方移動制限面２６の方向に押圧する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転系のための、とくに、例えば、面取り研磨装置のような手工具装置のための自動バランス調整装置に関するものである。このバランス調整装置には、回転系の回転軸線の周りに配置した走行路を設ける。この走行路内には、少なくとも１個のバランス調整体を移動自在に保持する。さらに、このバランス調整体に沿って弾性を有する固定手段を設ける。回転系の回転速度が所定閾値よりも低い場合に、この固定手段が少なくとも１個のバランス調整体を走行路の内方移動限界面に押し付けて固定する。

このようなバランス調整装置が動作する際に、少なくとも１個のバランス調整体は、このバランス調整体に加わる力によって走行路に沿って、回転系に生じたアンバランス状態をバランスのとれた位置に自動的に移動する。回転速度が閾値を下回ると、バランス調整体に加わる重力の作用が大きくなり、加わる遠心力によってはもはやバランス位置に保持できないことになる。回転速度が低い状態ならびに停止状態の場合、バランス調整体は、固定手段の補助の下に、動作する前のバランス位置に保持される。このようにして、あらそる回転速度でも、常に良好なバランス状態を保証することができる。

自動バランス調整装置として、振動を減衰する装置が知られている。（例えば、特許文献１参照。）この装置は、複数個のボール状のバランス調整体を配置した走行路を設けている。このバランス調整体は、レールとして作用する２個のＯリングに沿って転動可能にし、回転系が停止している際には、これらＯリングによって内壁に押圧される。このようにして、バランス調整体は、停止状態および回転速度が低いときは固定される。速度が上昇すると、バランス調整体に加わる遠心力よって、バランス調整体はＯリングを押圧し、もはや内壁に押し付けられなくなり、走行路に沿って移動することができる。これによって、バランス調整体は、Ｏリング間に存在するハウジングの転動路に沿って転動し、バランス位置に達する。
米国特許第３，７９９，６１９号

しかし、この既知の装置は、動作にあたり、単に弾性Ｏリングによってしか支持されないという欠点がある。この場合、バランス調整体の案内は安定性に乏しい。さらに、とくに、回転速度が高い場合、バランス調整体の転動面に対する押圧力は比較的大きく、磨耗が激しくなる。このとき、磨耗粒子は、Ｏリングを経て転動面間に大量に堆積することになり、バランス調整体の転動を阻害する恐れがある。全体として、既知の装置の構成によれば、故障および不正確な動作を生ずることがよくあり、このことは、アンバランス状態の不十分な調整や、バランス調整装置ならびに回転系の寿命低下を生ずることになる。さらに、このような装置の組み立ては比較的コスト高となる。

したがって、本発明の目的は、既知の装置の欠点を回避し、また長寿命を保証する自動バランス調整装置を得るにある。

この目的を達成するため、本発明の目的は、前記走行路を、断面で見て少なくとも１個のバランス調整体の遠心力方向に向かって狭まるよう互いに傾斜した２個の転動面と、前記弾性を有する固定手段とによって画定し、
固定手段を２個の転動面間に配置して、バランス調整体を転動面から離して遠心力方向とは反対方向に内方移動制限面の方向に押圧するようにしたことを特徴とする。

本発明自動バランス調整装置によれば、回転系の回転の際に、バランス調整体に加わる遠心力によって弾性を有する固定手段を押圧し、回転速度が閾値を越えると両側の転動面に接触する。双方の転動面で同時に転動することにより、一方では磨耗が減少するという効果が得られる。また他方では、転動面の傾斜状態によってバランス調整体は自動的に心決めされる。さらに、磨耗粒子があったとしても、この磨耗粒子は、転動面の傾斜によってバランス調整体と転動面との間の接触領域から離脱する。したがって、回転系の回転の際に、バランス調整体は、とくに正確にかつ安定してバランス位置に案内され、このバランス位置に保持される。同時に、回転系の回転速度が閾値よりも低下したとしても固定手段によって正確に調整されたバランス位置を保持される。全体として、回転系ならびにバランス調整装置の寿命が増大する。

本発明の好適な実施例においては、弾性を有する固定手段を、単に１個のＯリングにより構成する。この構成によれば、組み立て簡単かつ製造コストを低減できる。

好適には、弾性を有する固定手段を、発泡ゴムまたはフェルトによって構成する。このような材料の外面は比較的粗く、バランス調整体の転動の際に若干の慣性を発生し、バランス調整した位置に安定的に固定できるようになる。

とくに、好適な実施例においては、走行路を、少なくとも２個の部分からなるハウジング内に形成する。この構成によれば、バランス調整装置の組み立てが簡単になり、したがって、製造コストを低減することができるようになる。

この場合、転動面を、各部分にそれぞれ設けると好適である。この構成によれば、転動面の構成が簡単となり、製造コストも低減される。

好適には、部分を形状ロックにより相互連結する構成とする。この構成によれば、バランス調整装置の組み立てが一層簡単になる。さらに、組み立ての際に、弾性を有する固定手段の損傷を回避できる。例えば、溶接により組み立てる場合、熱の作用で固定手段が損傷する。

この場合、形状ロック連結を係止部によって行うと好適である。このようにすると、組み立てを迅速かつ簡単にすることができる。

次に、図面につき、本発明の好適な実施例を説明する。

図１及び図２に、破線で示す軸線Ａの周りに回転するシステム、例えば、面取り研磨装置のツールスピンドル４の不均衡を自動的に調整するバランス調整装置２を示す。このバランス調整装置２は、ツールスピンドル４に対して回転不能に固定した２部分構成のハウジング６を有する。このハウジングは、ベース部分８と、カバー部分１０とによって構成する。カバー部分１０は、係止部１２を介してベース部分に形状ロックで連結する。この係止部１２は、カバー部分１０の外周に、フック状断面の周端縁の形式のばね係止手段１４を設け、このばね係止手段１４をベース部分８の対向係止手段１６に係止させる。この対向係止手段１６は、やはりフック状断面の周端縁により構成する。

ハウジング６の内面は、軸線Ａの周りに延在する走行路１８として構成し、この走行路１８に球形のバランス調整体２０を配置する。走行路１８は、図示の実施例の場合、軸線Ａから半径方向外方に向かって、２個の傾斜した転動面２２ａ，２２ｂと、これら転動面２２ａ，２２ｂの半径方向外方端部でベース部分８とカバー部分との間に配置したＯリング２４によって区切られる。図示の実施例の場合、ベース部分８に第１転動面２２ａを、カバー部分１０に第２転動面２２ｂを形成する。Ｏリング２４は、発泡ゴムまたはフェルトのような弾性材料により構成する。走行路１８の軸線Ａ側は、内方移動限界面として作用する内周面として構成する。

図２及び図１の右側には、ツールスピンドル４が静止した状態または回転速度が低速の状態におけるバランス調整装置２を示す。このとき、バランス調整体２０は、Ｏリング２４のばね力Ｅによって内方移動限界面２６に押し付けられる。これにより、バランス調整体２０は走行路１８に沿って移動することはできず、図示の位置に保持される。Ｏリング２４は、したがって、固定手段として作用する。

ツールスピンドル４及びバランス調整装置２の回転速度が増大するにつれて、所定閾値を越えると、バランス調整体２０は加わる遠心力Ｆの作用によって弾性のＯリング２４を押圧し、内方移動限界面２６には接触せず、走行路１８に沿って、図１の左側に２点鎖線で示す位置に移動する。このとき、バランス調整体２０は傾斜した転動面２２ａ，２２ｂに接触して調心される。バランス調整体２０は、転動面２２ａ，２２ｂに沿って転動し、また、回転系の重心の周りでバランス位置に分散し、回転する質量のバランスをとる。フェルトまたは発泡ゴムにより構成したＯリングの比較的粗い弾性的な外面によれば、バランス調整体２０の慣性を生じ。これにより、バランス調整体２０はバランス位置に比較的安定して保持される。

ツールスピンドル４の回転速度が、再び上述の閾値よりも低下したとき、図１の右側に矢印の長さで示すように、Ｏリング２４のばね力がバランス調整体２０に加わる遠心力Ｆよりも大きくなる。この結果、バランス調整体２０は、Ｏリング２４によって内方移動限界面２６に押し付けられ、ハウジング６に対する上述のバランス位置に固定される。このように、この回転系は、低い回転速度、もしくは運転停止状態でも比較的厳密のバランスのとれた状態となる。

バランス調整装置２を組み付ける際に、先ず、Ｏリング２４およびバランス調整体２０をベース部分に投入する。つぎに、カバー部分１０をベース部分８上に載置し、係止手段１４が対向係止手段１６にスナップ嵌合して係止部１２が係止するまで両者を押し付け合う。

本発明によるバランス調整装置の縦断面であり、図２のＩ‐Ｉ線上の軸線を含む縦断面図である。 本発明によるバランス調整装置の横断面であり、図１のII‐II線上の横断面図である。

符号の説明

２ バランス調整装置
４ ツールスピンドル
６ ハウジング
８ ベース部分
１０ カバー部分
１２ 係止部
１４ ばね係止手段
１６ 対向係止手段
１８ 走行路
２０ バランス調整体
22a,22b 転動面
２４ Ｏリング
２６ 内方移動限界面

Claims (7)

1. 回転系のための自動バランス調整装置（２）であって、回転系の回転軸線（Ａ）の周りに配置した走行路（１８）を設け、この走行路（１８）内に少なくとも１個のバランス調整体（２０）を移動自在に保持し、このバランス調整体に沿って弾性を有する固定手段を設け、回転系の回転速度が所定閾値よりも低い場合に、この固定手段が前記少なくとも１個のバランス調整体（２０）を前記走行路（１８）の内方移動限界面（２６）に押し付けて固定するようにした自動バランス調整装置において、
   前記走行路（１８）を、断面で見て少なくとも１個のバランス調整体（２０）の遠心力方向（Ｆ）に向かって狭まるよう互いに傾斜した２個の転動面（２２ａ，２２ｂ）と、前記弾性を有する固定手段とによって画定し、
   前記固定手段を前記２個の転動面（２２ａ，２２ｂ）間に配置して、前記バランス調整体（２０）を前記転動面（２２ａ，２２ｂ）から離して遠心力方向（Ｆ）とは反対方向に前記内方移動制限面（２６）の方向に押圧するようにした
   ことを特徴とする自動バランス調整装置。
2. 前記弾性を有する固定手段を、単に１個のＯリング（２４）により構成した請求項１記載の自動バランス調整装置。
3. 前記弾性を有する固定手段を、発泡ゴムまたはフェルトによって構成した請求項１または２記載の自動バランス調整装置。
4. 前記走行路（１８）を、少なくとも２個の部分（８，１０）からなるハウジング（６）内に形成した請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の自動バランス調整装置。
5. 転動面（２２ａ，２２ｂ）を、各部分（８，１０）にそれぞれ設けた請求項４記載の自動バランス調整装置。
6. 前記部分（８，１０）を形状ロックにより相互連結する構成とした請求項４または５記載の自動バランス調整装置。
7. 前記形状ロック連結を係止部（１２）によって行う請求項６記載の自動バランス調整装置。

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