JP2024031742A - バランサ - Google Patents

Abstract

【課題】回転体が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができるバランサを提供する。
【解決手段】バランサとしてのナット１は、環状本体２の周方向に沿ってバランスピース３０，４０が配置可能な溝部１２を、深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂの２段構造にしたことにより、装着する砥石の回転バランスの状況に応じて、バランスピース３０，４０の配置位置を自由に変えることができるので、バランスピース３０，４０の配置形態の自由度が高くなり、砥石が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転体に着脱自在に装着されるバランサに関する。

工作機械、車両の車軸、及びエンジンのクランクシャフトなどの回転軸は、重量の分布の不釣り合い、及び幾何学的な構造の差に起因して、振動を生じる場合がある。回転軸に装着された回転体が回転する際に生じる振動を抑制する手段として、特許文献１には、複数の錘と、複数の錘をそれぞれ任意方向に揺動自在に収納しうる複数の収納室が穿設されたホルダーとを備えるバランサが開示されている。特許文献１のバランサでは、回転軸によって回転体を回転させた際に、複数の錘がそれぞれ収納室内を移動して回転体に生じる振動を抑制し得るようになされている。

特許第４５２２４９３号公報

しかしながら、上記特許文献１のバランサでは、錘の移動範囲が収納室の大きさと錘の大きさの差に依存し、自由度が低いことから、例えば、当該回転体自体に重量の偏り等があると、振動を一定以上小さくすることが困難な場合もあった。そのため、回転体の状態に応じて、自由にバランサの重量を調整して、回転体が回転した際に生じる振動を抑制できる新規な構成のバランサの開発が望まれていた。

本発明は以上の点を考慮して、回転体が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができるバランサを提供することを目的とする。

本発明に係るバランサは、回転体に着脱自在に装着され、前記回転体の回転バランスを調整するバランサであって、前記回転体の回転軸と同軸上に配置される回転中心軸と、前記回転体と対向するように配置される対の円環状の対向面と、を有する環状本体と、前記環状本体の外周縁に沿って一方の前記対向面に円環状に形成された溝部と、を備え、前記溝部は、前記環状本体の周方向の所望位置に、所定重量の深溝側のバランスピースが着脱自在に配置可能な深溝部と、前記環状本体の径方向において前記深溝部と重なる位置に形成されており、前記環状本体の周方向の所望位置に、所定重量の浅溝側のバランスピースが着脱自在に配置可能な浅溝部と、を備える。

本発明によれば、環状本体の周方向に沿ってバランスピースが配置可能な溝部を、深溝部及び浅溝部の２段構造にしたことにより、装着する回転体の回転バランスの状況に応じて、バランスピースの配置位置を自由に変えることができるので、バランスピースの配置形態の自由度が高くなり、回転体が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができる。

砥石に装着可能なフランジとナットの構成を示す斜視図である。 溝部が設けられたナットの対向面の構成を示す斜視図である。 ナットの側断面構成を示す断面図である。 ４Ａは、第１段目にバランスピースを配置して砥石のバランスを調整したときの様子を示す概略図であり、４Ｂは、第１段目及び第２段目にそれぞれバランスピースを配置して砥石のバランスを調整したときの様子を示す概略図である。 本実施形態に係るバランサをスピンドルに取り付ける場合について説明するための斜視図である。 本実施形態に係るバランサを回転フィン装置の冷却フィンに取り付ける場合について説明するための斜視図である。 他の実施形態に係るバランサ（１）の断面構成を示す断面図である。 他の実施形態に係るバランサ（２）の断面構成を示す断面図である。 他の実施形態に係るバランサ（３）のナット側断面構成を示す断面図である。 他の実施形態に係るバランサ（４）のナット側断面構成を示す断面図である。 他の実施形態に係るバランサ（５）のナット側断面構成を示す断面図である。 他の実施形態に係るバランサ（６）のナット側断面構成を示す断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（１）第１実施形態
（１－１）全体構成
図１に示すように、本実施形態では、バランサとして、砥石１００に装着可能なナット１を適用した例について以下説明する。この場合、回転体としての砥石１００は、バランサとしてのナット１とフランジ２００とにより挟み込まれて、ナット１及びフランジ２００を介して図示しない回転装置の回転軸部に装着される。砥石１００は、環状の砥石本体１０２を有し、砥石本体１０２の回転軸ｘ１を中心とした円形状の貫通孔１０１が砥石本体１０２に形成されている。

フランジ２００は、鉄、アルミ合金、ステンレス鋼、カーボンを入れた樹脂又はチタン材で形成されており、環状部２０１と、環状部２０１よりも径が小さい円筒状の筒状部２０２とを有する。フランジ２００は、環状部２０１及び筒状部２０２を連通した貫通孔２０３が、環状部２０１及び筒状部２０２の中心に形成されている。筒状部２０２は、砥石１００の貫通孔１０１に挿入可能に形成されている。環状部２０１は、筒状部２０２が砥石１００の貫通孔１０１に挿入された際に砥石１００に当接して位置決めされ、フランジ２００の回転中心軸ｘ２を砥石１００の回転軸ｘ１と同軸上に配置させる。環状部２０１には、図示しないボルトが挿入可能な締結用貫通孔２０４が形成されている。

ナット１は、砥石１００の貫通孔１０１に挿通されたフランジ２００の筒状部２０２の先端に、着脱自在に装着される。ナット１は、鉄、アルミ合金、ステンレス鋼、又はチタン材で形成されており、回転中心軸ｘ３に円形状の貫通孔４を有した円環状の環状本体２を備えている。本実施形態に係る環状本体２は、砥石１００の回転軸ｘ１と同軸上に配置される回転中心軸ｘ３と、対でなる対向した円環状の対向面１ａ，１ｂとを有しており、厚みを貫通する貫通孔４が対向面１ａ，１ｂに設けられた構成を有する。

環状本体２は、当該環状本体２の径よりも小さく、かつ、砥石１００の貫通孔１０１に挿入可能な径でなる突出環状部３が、砥石１００に配置される側の対向面１ｂに設けられている。突出環状部３には、フランジ２００の締結用貫通孔２０４に挿入されたボルトが挿入可能な位置に締結用貫通孔６が形成されている。かかる構成に加えて、ナット１には、砥石１００側に配置されない環状本体２の一方の対向面１ａに、図示しないバランスピースが配置可能な溝部（後述する）が形成されている。なお、他の実施形態としては、ナット１の内側にメスネジを有し、フランジ２００の筒状部２０２にオスネジを有し、ボルトを使用しないでナット１及びフランジ２００が固定される構成としてもよい。

なお、砥石１００にフランジ２００及びナット１を取り付ける場合は、フランジ２００の筒状部２０２が砥石１００の貫通孔１０１に一方から挿入され、ナット１の突出環状部３が砥石１００の貫通孔１０１に他方から挿入され、当該貫通孔１０１から露出した筒状部２０２の先端にナット１が装着される。そして、ナット１の締結用貫通孔６と、フランジ２００の締結用貫通孔２０４とが連通するように位置決めし、これら締結用貫通孔６，２０４にボルトを装着することにより、フランジ２００及びナット１で砥石１００を挟み込んだ状態で、フランジ２００及びナット１を砥石１００に強固に固定させることができる。

（１－２）ナットの構成
次に、バランサとして機能するナット１の構成について、特徴的構成である溝部に着目しつつ、以下説明する。ここで、図２は、溝部１２が形成されているナット１の対向面１ａの構成を示した斜視図であり、図３は、ナット１の側断面構成を示す断面図である。環状本体２は、板状部材で形成された円環状の環状板２ｄの外周に沿って、溝部１２が形成された円環状の溝形成領域２ｅが設けられている、環状板２ｄには、中心に貫通孔４が穿設され、当該貫通孔４の周囲に等間隔に複数の締結用貫通孔６が穿設されている。また、環状板２ｄの対向面１ｂには、締結用貫通孔６が穿設された領域に貫通孔４を囲うように突出環状部３が設けられている。

溝形成領域２ｅには、外周壁２ａと内周壁２ｂとが対向面１ａに設けられ、これら外周壁２ａと内周壁２ｂとの間に底部２ｃが設けられている。溝部１２は、外周壁２ａと内周壁２ｂと底部２ｃとで囲まれた空間であり、深溝部１２ａと浅溝部１２ｂとで構成されている。底部２ｃは、一方の外面が対向面１ｂと面一に形成され、他方の内面が環状板２ｄの表面よりも凹むように環状板２ｄの厚みよりも厚みが薄く形成されている。

外周壁２ａは、環状本体２の周方向に沿って底部２ｃに壁状に立設された、環状本体２の外周縁である。外周壁２ａは、底部２ｃに立設した外周壁厚肉部１１ａと、外周壁厚肉部１１ａの先端に立設した外周壁薄肉部１１ｂとを有する。外周壁２ａは、径方向における外周壁厚肉部１１ａの厚さが外周壁薄肉部１１ｂの厚さよりも厚みがあり、外周壁薄肉部１１ｂが外周壁厚肉部１１ａよりも凹み、外周壁厚肉部１１ａ及び外周壁薄肉部１１ｂの境界に段部１１ｃが形成されている。

内周壁２ｂは、外周壁２ａと並走するようにして、外周壁２ａよりも回転中心軸ｘ３側において底部２ｃに壁状に立設されている。内周壁２ｂは、底部２ｃに立設した内周壁厚肉部１５ａと、内周壁厚肉部１５ａの先端に立設した内周壁薄肉部１５ｂとを有する。内周壁２ｂの内面は、内周壁厚肉部１５ａの厚さが内周壁薄肉部１５ｂの厚さよりも厚みがあり、内周壁薄肉部１５ｂが内周壁厚肉部１５ａよりも凹み、内周壁厚肉部１５ａ及び内周壁薄肉部１５ｂの境界に段部１５ｃが形成されている。

深溝部１２ａは、外周壁厚肉部１１ａと内周壁厚肉部１５ａと底部２ｃとで囲まれた空間であり、所定重量の深溝用のバランスピース３０が位置決め可能な構成を有する。深溝用のバランスピース３０は、例えば、鉄等でなり、厚みがある扇状のバランスピース本体３１を有しており、深溝部１２ａの周方向所定位置に嵌め込まれて位置決めされる。

この場合、バランスピース本体３１が深溝部１２ａに嵌め込まれてバランスピース３０が位置決めされた際に、バランスピース本体３１の厚みを貫通するネジ孔３３に図示しないネジが螺着されることにより、環状本体２の径方向にバランスピース本体３１が広がってゆく分割構造を有している。なお、図２では、バランスピース本体３１を分割可能な境界線については図示を省略している。これにより、深溝用のバランスピース３０は、環状本体２の周方向の所定位置において環状本体２の径方向にバランスピース本体３１が広げられることで、深溝部１２ａの外周壁厚肉部１１ａ及び内周壁厚肉部１５ａ間に嵌合される。

深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂの溝深さは、深溝部１２ａに配置されるバランスピース３０と、浅溝部１２ｂに配置されるバランスピース４０とが、環状本体２の厚み方向に重ねて配置可能な溝深さに選定されている。

具体的には、浅溝部１２ｂは、外周壁薄肉部１１ｂと内周壁薄肉部１５ｂと段部１１ｃ，１５ｃとで囲まれた空間であり、所定重量の浅溝用のバランスピース４０が段部１１ｃ，１５ｃに当接して深溝部１２ａまで到達することなく浅溝部１２ｂの空間内に位置決め可能な構成を有する。浅溝用のバランスピース４０は、例えば、鉄等でなり、厚みがある扇状のバランスピース本体４１を有しており、浅溝部１２ｂの周方向所定位置に嵌め込まれて位置決めされる。

本実施形態に係るバランスピース４０は、浅溝部１２ｂにバランスピース本体４１が位置決めされた後、バランスピース本体４１のネジ孔４２に図示しないイモネジが螺着されてゆくと、環状本体２の径方向にバランスピース本体４１が広がってゆく分割構造を有している。なお、図２では、バランスピース本体４１を分割可能な境界線については図示を省略している。これにより、浅溝用のバランスピース４０は、環状本体２の周方向の所定位置において環状本体２の径方向にバランスピース本体４１が広げられることで、溝部１２の外周壁薄肉部１１ｂ及び内周壁薄肉部１５ｂ間に嵌合される。

（１－３）ナットによる回転バランスの調整
次に、ナット１を用いて、砥石１００の回転バランスを調整する方法について説明する。砥石１００の回転バランスの調整は、フランジ２００とナット１によって砥石１００を挟み込み、砥石１００にフランジ２００及びナット１を固定した後に、バランスピース３０，４０をナット１の所定位置に取り付けることで行われる。

この場合、図４の４Ａに示すように、砥石１００には、周方向のうち、最も重量が軽い位置にマーク１０５が予め描画されている。なお、マーク１０５は、砥石製造会社による描画の他、砥石１００の回転バランスを調整する作業者自身により静的バランスを測定して砥石１００に描画するようにしてもよい。また、砥石１００には、マーク１０５とともに、予めアンバランスの重量の数値が描画されているようにしてもよい。砥石１００のみのアンバランスに関して、フランジ２００及びナット１を取り付けると、アンバランス位置や重量が変わることもあるため、砥石１００とフランジ２００とナット１を組んだ状態でアンバランスを確認することが望ましい。

フランジ２００及びナット１を固定した砥石１００の回転バランスを調整する場合、砥石１００に上記のマーク１０５及びアンバランス量の数値が描画されていないとき、作業者は、例えば、静的バランス調整装置（例えば、特開平１－１７１７５９号公報等）を用いて、砥石１００でマーク１０５が描画される最も軽い位置（アンバランス位置）と、アンバランス量とを調べる。調べたアンバランス量に基づいて砥石１００の静的バランスを修正するのに必要なバランスピース３０の重量を特定する。そして、砥石１００のアンバランス位置（マーク１０５を描画した位置）を確認し、砥石１００のマーク１０５が描画された位置と径方向上（径方向で直線上）に位置する、ナット１の深溝部１２ａの位置に、先ほど特定した所定重量の深溝用のバランスピース３０を位置決めする。

このように、砥石１００の表面に近い深溝部１２ａに所定重量のバランスピース３０を配置させることで、砥石１００の表面に近い位置にバランスピース３０を配置させて、砥石１００の重量バランスを修正することができる。本実施形態では、バランスの悪い砥石１００について、例えば、浅溝用のバランスピース４０を用いて静的バランスや動的バランスの調整を行う前に、先に深溝用のバランスピース３０を用いて当該砥石１００の大まかなバランス修正を行う。

なお、ナット１の深溝部１２ａに取り付ける深溝用のバランスピース３０は、砥石１００のマーク１０５における重量を調べて当該重量を基に砥石１００の周方向において重量が均一となる、所定重量のバランスピース３０が選定される。この場合、静的バランスを調整する公知の静的バランス調整装置（例えば、特開平１－１７１７５９号公報等）を用いることで、砥石１００の全周で重量が均一となる、所定重量のバランスピース３０を選定できる。

次に、フランジ２００及びナット１を取り付けた砥石１００を回転させて回転バランスを調整する公知の動的バランス調整装置（例えば、シグマ電子工業株式会社、製品名フィールドバランサー等）を用いて、図４の４Ｂに示すように、浅溝用のバランスピース４０をナット１の浅溝部１２ｂに配置する位置を選定する。このようにして、フランジ２００及びナット１を取り付けた砥石１００の回転バランスをバランスピース３０，４０により修正することができる。なお、上述では、静的バランス調整装置によって砥石１００のアンバランス位置及びアンバランス量を測定して深溝用のバランスピース３０の配置位置及び重量を決定したが、フィールドバランサーでも、砥石１００のアンバランス位置とアンバランス量を測定できることから、これを用いて深溝用のバランスピース３０の配置位置及び重量を決定するようにしてもよい。

この際、ナット１では、浅溝部１２ｂに配置するバランスピース４０を、深溝部１２ａに配置したバランスピース３０に対して、環状本体２の厚み方向に一部又は全部を重ねて配置することも可能であるため、従来よりも一段と正確に回転バランスを修正することができる。

（１－４）作用及び効果
以上の構成において、バランサとしてのナット１は、砥石１００の回転軸ｘ１と同軸上に配置される回転中心軸ｘ３と、砥石１００と対向するように配置される対の円環状の対向面１ａ，１ｂとを有する環状本体２を備え、環状本体２には外周縁に沿って一方の対向面１ａに円環状の溝部１２が形成されている。そして、溝部１２は、環状本体２の周方向の所望位置に、所定重量の深溝側のバランスピース３０が着脱自在に配置可能な深溝部１２ａが形成されており、さらに、環状本体２の径方向において深溝部１２ａと重なる位置に形成され、かつ環状本体２の周方向の所望位置に、所定重量の浅溝側のバランスピース４０が着脱自在に配置可能な浅溝部１２ｂが形成されている。

このように、ナット１は、環状本体２の周方向に沿ってバランスピース３０，４０が配置可能な溝部１２を、深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂの２段構造にしたことにより、装着する砥石１００の回転バランスの状況に応じて、バランスピース３０，４０の配置位置を自由に変えることができるので、バランスピース３０，４０の配置形態の自由度が高くなり、砥石１００が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができる。

また、ナット１では、砥石１００の重量バランスに応じて、深溝部１２ａにのみバランスピース３０を設けたり、浅溝部１２ｂにのみバランスピース４０を設けたり、或いは、深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂの両方にバランスピース３０，４０を設けないようにしたりすることができる。このため、ナット１では、砥石１００やフランジ２００のアンバランス、砥石１００とフランジ２００の位置ずれによる偏心等が生じていても、これら砥石１００等の回転バランスを調整する自由度が高く、砥石１００が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができる。

また、ナット１では、深溝部１２ａにバランスピース３０を設けることで、その分、浅溝部１２ｂに配置するバランスピース４０の軽量化を図ることができるので、バランスピース４０の小型化等を図ることができる。

さらに、ナット１では、バランスピース３０を配置させなかったときでも、浅溝部１２ｂに加えて、さらに深溝部１２ａを設けたことで、外周縁に沿って深溝部１２ａの形成分だけ中空の空間を大きく設けることができるので、その分、外周縁周辺の重量を軽量化させることができる。

（２）第２実施形態
上述した実施形態においては、回転体として砥石１００を適用し、バランサとしてナット１を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、図５に示すように、スピンドルに装着可能なツールホルダ４００の先端に、上述したナット１と同じ溝部１２を有したバランサ１Ａを着脱自在に装着するようにしてもよい。

この場合、バランサ１Ａは、ツールホルダ４００の刃部４０１と当該刃部４０１が装着された円筒状保持部４０６とが、貫通孔４に挿通され、ツールホルダ４００の環状突起部４０７に当接するようにして当該ツールホルダ４００に装着される。そして、バランサ１Ａは、締結用貫通孔６をツールホルダ４００の締結用孔４０８に位置決めして、図示しないネジにより螺着されてツールホルダ４００に固定される。

バランサ１Ａは、例えば、ツールホルダ４００の重量が軽い位置を示すマーク４１０が描画された箇所に対応する、深溝部１２ａの位置に深溝用のバランスピース３０を固定してツールホルダ４００の重量バランスを修正することができる。また、バランサ１Ａは、必要に応じて浅溝部１２ｂに浅溝用のバランスピース４０を固定することによりツールホルダ４００の回転バランスを調整することができる。

なお、ここでは、ツールホルダ４００にバランサ１Ａを装着してツールホルダ４００の回転バランスを修正する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、ツールホルダ４００を回転駆動させるスピンドルに当該ツールホルダ４００を装着した状態で、スピンドル及びツールホルダ４００の全体の回転バランスをバランサ１Ａで調整するようにしてもよく、また、スピンドルの回転駆動する先端にバランサ１Ａを直接設けてスピンドルの回転バランスをバランサ１Ａで修正するようにしてもよい。なお、この場合、バランサ１Ａは、例えば、スピンドルの重量が軽い位置を示すマークが描画された箇所に対応する、深溝部１２ａの位置に深溝用のバランスピース３０を固定することで、スピンドル自体の回転バランスを修正することができる。

以上、バランサ１Ａでは、上述した実施形態と同様に、環状本体２の周方向に沿ってバランスピース３０，４０が配置可能な溝部１２を、深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂの２段構造にしたことにより、装着するツールホルダ４００や当該ツールホルダ４００を装着するスピンドルの回転バランスの状況に応じて、バランスピース３０，４０の配置位置を自由に変えることができるので、バランスピース３０，４０の配置形態の自由度が高くなり、ツールホルダ４００やスピンドルが回転した際に生じる振動を一段と抑制することができる。

（３）第３実施形態
その他の実施形態としては、例えば、図６に示すように、回転フィン装置３００にバランサ１Ｂを着脱自在に装着して冷却フィン（単にフィンと称する）３０２の回転バランスを修正するようにしてもよい。モータ等の回転駆動部３０１やフィン３０２にも当該フィン３０２を回転させた際にアンバランスが存在するが、本実施形態に係るバランサ１Ｂを用いることによって当該アンバランスを修正することができる。この場合、バランサ１Ｂは、回転フィン装置３００の回転駆動部３０１に設けた、回転自在のフィン３０２の回転軸部３０５に固定される。図６では、フィン３０２の回転軸部３０５における先端部３０３に、バランサ１Ｂが図示しないネジにより固定される例を示している。

本実施形態に係るバランサ１Ｂは、環状本体２の中心に有底筒状の軸部４５が設けられているとともに、当該環状本体２の外周に溝部１２が形成された外周環状体１２３が設けられ、軸部４５と外周環状体１２３とが複数の連設部４８ａ，４８ｂ，４８ｃで連設された構成を有している。連設部４８ａ，４８ｂ，４８ｃは、同一構成を有しており、軸部４５から外周環状体１２３に直線的に延びた、断面四辺状又は丸状等でなる棒状部材である。隣り合う連設部４８ａ，４８ｂ，４８ｃの間には、それぞれ厚みを貫通した貫通孔４６ａ，４６ｂ，４６ｃが形成されている。

本実施形態に係るバランサ１Ｂは、回転中心軸を有する軸部４５の径が、回転フィン装置３００の回転軸部３０５の先端部３０３の径とほぼ一致し、軸部４５の底部４５ａが先端部３０３に位置決めされて底部４５ａのネジ孔４５ｂにネジが挿入されてネジにより底部４５ａが先端部３０３に螺着される。これにより、環状本体２は、回転体であるフィン３０２の回転軸と同軸上に回転中心軸が配置される。バランサ１Ｂは、回転駆動部３０１により回転軸部３０５が回転されると、軸部４５の回転中心軸を中心に、当該回転軸部３０５と一体となって回転する。

かかる構成に加えて、環状本体２は、軸部４５が回転軸部３０５の先端部３０３に対して取り付けられた際、外周環状体１２３がフィン３０２の外周側に配置され、軸部４５と外周環状体１２３との間にある貫通孔４６ａ，４６ｂ，４６ｃから、フィン３０２が外部に露出し得るように構成されている。なお、フィン３０２は図示しないカバーによってフィン３０２に手などが当たることによる怪我の防止のため覆われている。

このようなバランサ１Ｂでも、上述した実施形態と同様に、フィン３０２の重量が軽い位置を示すマーク３１０が描画された箇所に対応する、深溝部１２ａの位置に、深溝用のバランスピース３０を固定して、フィン３０２の重量バランスを修正することができる。また、バランサ１Ｂは、必要に応じて浅溝部１２ｂに浅溝用のバランスピース４０を固定することによりフィン３０２の回転バランスを調整することができる。

（４）第４実施形態
他の実施形態としては、図７に示すように、砥石１００を挟み込みネジ５３によって固定されるフランジ５２及びナット５１において、これらフランジ５２及びナット５１の両方をバランサとして用いるようにしてもよい。この場合、ナット５１に溝部１２を設けるとともに、フランジ５２にも、深溝部１２ａと浅溝部１２ｂとを有した溝部１２２を設けている。また、バランサとしてのフランジ５２は、溝部１２２が形成された外周環状体５２２が環状本体５２１とは別体でなり、当該外周環状体５２２がネジ５２３によって環状本体５２１の外周縁に着脱自在に装着されている。

なお、ナット５１及び砥石１００の間と、フランジ５２及び砥石１００との間には、それぞれシート状でなる紙等のクッション材５５が設けられており、クッション材５５により振動等を吸収可能な構成を有する。ナット５１及び砥石１００の間と、フランジ５２及び砥石１００との間には、クッション材５５によって隙間が形成されている。また、ナット５１は、溝部１２が形成された対向面とは逆の、砥石１００に隣接する対向面に、段差部が形成されており、当該段差部によって砥石１００との間にさらに隙間Ｇ１が形成されている。

一般的には、フランジ２００及びナットで砥石１００を挟み込んだ場合、クッション材５５の配置領域内でフランジ２００及びナットが砥石１００を押さえてバランスの修正を行う。すなわち、バランスピースを用いて砥石１００の回転バランスを修正する従来のナットは、ナットに形成された、当該バランスピースを配置する溝部が、クッション材５５の配置領域内に設けられている。これに対して、本実施形態では、図７に示すように、クッション材５５の配置領域内から外れた外周側に、ナット５１及びフランジ５２の溝部１２，１２２を配置させた構成としており、クッション材５５よりも外周側において、バランスピース３０，４０によりバランス修正を行えるようにしている。このように、従来よりも砥石１００の外周側でバランス修正を行うようにしたことで、当該砥石１００のバランス修正を高精度で行うことができるようになり、更に大径化したことでバランスピース３０，４０に遠心力が掛かり、当該バランスピース３０，４０自体の重量も軽くすることが可能となる。

なお、このように、大径化させて砥石１００の外周側に溝部１２を設けたナット５１については、回転数１４００ＲＰＭでの振動値が従来の７６ｎｍから５６ｎｍまで大幅に削減できたことを検証試験により確認できている。また、大径化させて砥石１００の外周側に溝部１２を設けたナット５１では、遠心力によってバランスピース３０，４０自体の重量も、通常の４６ｇから２４．５ｇにまで軽量化できたことを検証試験により確認できている。

また、このように、クッション材５５よりも溝部１２，１２２を外周側に配置して大径化させたフランジ５２やナット５１では、バランスピース４０を位置決めするためのメモリが外周縁に表記されているが、大径化した分、当該メモリ表示の幅を細かく表記させることができ、一段と高精度にバランスピース４０を配置させることができる。

本実施形態に係る外周環状体５２２は、砥石１００と対向する内面に溝部１２２が形成されており、砥石１００やナット５１、フランジ５２の環状本体５２１の重量バランスに応じて、適宜、溝部１２２の深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂにバランスピース３０，４０を配置可能な構成を有する。なお、本実施形態では、外周環状体５２２の、砥石１００と隣接する内側の対向面に溝部１２２を形成した場合について説明するが、本発明はこれに限らず、外周環状体５２２の、砥石１００と隣接した対向面とは逆の外側の対向面に溝部１２２を形成するようにしてもよい。

このようなフランジ５２は、例えば、外周環状体５２２の深溝部１２ａや浅溝部１２ｂにバランスピース３０，４０を適宜配置させた後に、砥石１００に固定したフランジ５２の環状本体５２１の外周縁にネジ５２３で固定されるか、或いは、環状本体５２１にネジ５２３で固定した外周環状体５２２の深溝部１２ａや浅溝部１２ｂにバランスピース３０，４０を適宜配置させた後に、環状本体５２１及び外周環状体５２２でなるフランジ５２に砥石１００及びナット５１を固定する。

以上、フランジ５２では、上述した実施形態と同様に、環状本体２の周方向に沿ってバランスピース３０，４０が配置可能な溝部１２２を、深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂの２段構造にしたことにより、装着する砥石１００の回転バランスの状況に応じて、バランスピース３０，４０の配置位置を自由に変えることができるので、バランスピース３０，４０の配置形態の自由度が高くなり、砥石１００が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができる。

（５）第５実施形態
図８に示すように、他のバランサとしては、砥石１００を挟み込みネジ５３によって固定されるフランジ２００及びナット５１を、回転装置であるスピンドルに取り付ける取付ツールをバランサ６１０として適用してもよい。この場合、バランサ６１０は、断面コ字型に形成されており、円環状の環状本体６１１の外周縁に沿って一方の対向面に円環状に形成された溝部１２５が形成されている。バランサ６１０は、溝部１２５が環状本体６１１から突出しており、砥石１００に装着されたフランジ２００の外周を囲うように当該溝部１２５が形成され、溝部１２５で囲まれた凹み領域となる環状本体６１１に当該フランジ２００が配置される。

溝部１２５は、砥石１００との間に隙間Ｇ２を形成して配置されている。溝部１２５には、上述した実施形態と同様に、環状本体６１１の周方向の所望位置に、所定重量の深溝側のバランスピース３０（図示せず）が着脱自在に配置可能な深溝部１２ａと、環状本体６１１の径方向において深溝部１２ａと重なる位置に形成され、環状本体６１１の周方向の所望位置に、所定重量の浅溝側のバランスピース４０（図示せず）が着脱自在に配置可能な浅溝部１２ｂとが設けられている。

バランサ６１０は、砥石１００を回転させるスピンドル６００の先端に設けた回転軸６０２ａが貫通孔６１３に挿入されて当該先端にネジ６０３によって環状本体６１１が固定される。これにより、バランサ６１０は、スピンドル６００の重量バランスに応じて、適宜、溝部１２５の深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂにバランスピース３０，４０を配置させることにより、スピンドル６００自体の回転バランスを修正することができる。

そして、バランサ６１０の貫通孔６１３から突出した、スピンドル６００の回転軸６０２ａに、フランジ２００及びナット５１で挟み込んだ砥石１００を装着した後、当該回転軸６０２ａの先端に回転軸装着用のナット６０２ｂが固定されることで、スピンドル６００の回転軸６０２ａに、根元から先端に向けて、バランサ６１０、フランジ２００、砥石１００及びナット５１の順で取り付けることができる。

以上、バランサ６１０では、上述した実施形態と同様に、環状本体６１１の周方向に沿ってバランスピース３０，４０が配置可能な溝部１２５を、深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂの２段構造にしたことにより、装着するスピンドル６００の回転バランスの状況に応じて、バランスピース３０，４０の配置位置を自由に変えることができるので、バランスピース３０，４０の配置形態の自由度が高くなり、スピンドル６００が回転した際に生じる振動を一段と抑制することができる。

（６）第６実施形態
上述した第１実施形態に係るナット１は、溝部１２は、深溝部１２ａと浅溝部１２ｂの２段溝として構成されていた。これに対して、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第６実施形態に係るナット１Ｃは、深溝部１２ａの底部にさらに底溝部１２ｃが形成され、溝部１２が３段の溝部から構成されている点が相違する。底溝部１２ｃは、外周壁厚肉部１１ｄと内周壁厚肉部１５ｄとを有する。外周壁厚肉部１１ｄ及び内周壁厚肉部１５ｄ間の距離は、深溝部１２ａよりも近く、深溝部１２ａよりも幅狭の溝部として構成される。

底溝部１２ｃには、バランスピース３０、４０よりも幅狭のバランスピース５０が配置される。バランスピース５０は、例えば、鉄等でなり、厚みがある扇状のバランスピース本体を有しており、バランスピース３０、４０と同様の構造とされ、底溝部１２ｃの周方向所定位置に嵌め込まれて位置決めされる。底溝部１２ｃに対するバランスピース５０の固定は、バランスピース３０、４０と同様である。

ナット１Ｃを用いて、砥石の回転バランスを調整する場合、上述した静的バランス調整装置（例えば、特開平１－１７１７５９号公報等）により静的バランスを測定して砥石のアンバランス点にマーキングする。マーキングされたアンバランス点に基づいて、底溝部１２ｃにバランスピース５０を配置固定する。次に、上述した動的バランス装置（例えば、シグマ電子工業株式会社、製品名フィールドバランサー等）を用いて、ナット１Ｃを取り付けた砥石を回転させて深溝部１２ａにバランスピース３０を配置し、浅溝部１２ｂにバランスピース４０を配置固定して砥石の回転バランスの修正を行う。

このような本実施形態によれば、第１実施形態で述べた効果に加え、動的バランスを測定する前に静的バランスを調整しているので、動的バランス調整装置による調整に際して、バランス測定時に回転させた際の振動を低減させることができ、動的バランス測定装置のスピンドルに損傷が生じることを防止できる。

（７）第７実施形態
上述した第６実施形態では、ナット１Ｃの溝部１２は、深溝部１２ａ、浅溝部１２ｂ、及び底溝部１２ｃの三段溝で構成されていた。これに対して、図１０に示すように、第７実施形態のナット１Ｄは、２段の溝部１２よりも径方向内側に内側溝部１３を形成している点が相違する。第２の溝部となる内側溝部１３は、溝部１２に沿って円環状に形成され、内側内周壁１３ａ及び外側内周壁１３ｂを有する。内側内周壁１３ａ及び外側内周壁１３ｂの間には、例えば、バランスピース３０，４０よりも小径の扇状のバランスピース６０が配置され、バランスピース３０，４０と同様の構造で内側溝部１３に沿ってスライド自在に移動して周方向の任意の位置に位置決め固定される。

ナット１Ｄによる砥石の回転バランスの調整は、第６実施形態の場合と同様に、内側溝部１３にバランスピース６０を配置して、静的バランスの調整を行った後、バランスピース６０の位置決め固定を行う。その後、溝部１２の深溝部１２ａにバランスピース３０（図１０では図示略）、浅溝部１２ｂにバランスピース４０を配置して、動的バランスの調整を行い、バランスピース３０，４０の位置決め固定を行う。

このような本実施形態によっても、上述した実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。なお、本実施形態では、２段の溝部１２よりも径方向内側に内側溝部１３を形成したが、本発明はこれに限られない。例えば、２段の溝部１２よりも径方向外側に、上述した内側溝部１３と同じ構成の外側溝部を形成して第２の溝部とし、同様の手順で砥石の回転バランスの調整を行ってもよい。

（８）第８実施形態
上述した第７実施形態では、径方向外側の溝部１２が深溝部１２ａ及び浅溝部１２ｂを有する２段の溝部として構成されていた。これに対して、図１１に示すように、第８実施形態のナット１Ｆは、外側溝部１４と、当該外側溝部１４よりも径方向内側にある内側溝部１５とが、環状本体２の外周縁に沿った複数の同心円状の溝部として構成されている点が相違する。

外側溝部１４は、環状本体２の外周縁に沿って円環状に形成される。内側溝部１５は外側溝部１４の径方向内側に同心円状の溝部として形成される。外側溝部１４及び内側溝部１５は、それぞれが独立した円環状体として構成され、外側溝部１４には、外側溝部１４の円環状に応じた扇状のバランスピース４０が、周方向に沿ってスライド自在に設けられて所定位置に配置固定される。また、内側溝部１５には、内側溝部１５の円環状に応じた扇状のバランスピース６０が、周方向に沿ってスライド自在に設けられて所定位置に配置固定される。

このような本実施形態によっても、上述した実施形態と同様の作用及び効果を奏することができる。また、外側溝部１４及び内側溝部１５がいずれも１段の溝部とされているので、外側溝部１４及び内側溝部１５のいずれか一方で静的バランス調整を行った後、いずれか他方で動的バランス調整を行うことができ、調整作業の任意性が向上する。なお、本実施形態では、環状本体２の外周縁に沿った複数の同心円状の溝部として、外側溝部１４及び内側溝部１５の２つの溝部を設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、外側溝部１４及び内側溝部１５の他に、さらに内側溝部１５の径方向内側に溝部を形成したり、外側溝部１４の径方向外側に溝部を形成したりして、３つや４つ等の複数の溝部を形成するようにしもよい。

（９）第９実施形態
上述した第１実施形態では、ナット１の環状本体２において、砥石１００側に配置されない一方の対向面１ａにだけ、バランスピース３０が配置可能な溝部１２を形成した場合について述べたが、本発明はこれに限らない。例えば、図１２に示すように、第９実施形態のナット１Ｇとして、環状本体２の溝部１２が形成される対向面１ａとは反対側の対向面１ｂ（砥石１００側に配置される面）に第３の溝部となる溝部１６を形成した構成としてもよい。溝部１６は、溝部１２と同径の円環状に形成され、溝部１６の幅は、溝部１２の浅溝部１２ｂの溝幅と同じ寸法とされる。

ナット１Ｇによる砥石の回転バランスの調整は、浅溝部１２ｂに用いるバランスピース４０を溝部１６に配置固定して、砥石の静的バランス調整を行った後、溝部１２の深溝部１２ａ、浅溝部１２ｂにバランスピース３０，４０を配置固定して、砥石の動的バランス調整を行う。

このような本実施形態によっても、上述の実施形態で述べた作用及び効果と同様の作用及び効果を奏することができる。また、溝部１６が溝部１２と同径の円環状に形成され、浅溝部１２ｂと同じ溝幅とされるので、バランスピース４０を共用して浅溝部１２ｂ及び溝部１６に適用でき、砥石の回転バランスの調整に要する部品数の低減を図ることができる。なお、環状本体２の溝部１２が形成される対向面１ａとは反対側の対向面１ｂ（砥石１００側に配置される面）に形成される第３の溝部としては、一段溝や、二段溝、三段溝等を形成するようにしてもよい。また、第３の溝部は、環状本体２の溝部１２よりも径方向内側に形成したり、当該溝部１２よりも径方向外側に形成するようにしてもよい。

（１０）その他
なお、上述した実施形態においては、回転体として、砥石１００、ツールホルダ４００、フィン３０２、スピンドル６００を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、その他、モータ、スクリュー、タービンのような回転体を適用してもよく、これらモータ、スクリュー、タービンの回転軸にバランサ１Ａ，６１０が着脱自在に装着されるようにしてもよい。本発明によるナット１，５１、フランジ５２、バランサ１Ａ，６１０では、スピンドル等の回転体において金属の密度のばらつきや、部品精度、組み立て精度等の相違があっても、バランスピース３０，４０の配置形態の自由度が高いので、回転体の回転バランスを修正することができる。

具体的には、上述した第５実施形態に係るバランサ６１０を、スピンドル６００と同様に、例えば、マシニングセンタのスピンドル（回転体）や、旋盤の回転チャック（回転体）に対して着脱自在に取り付けるようにしてもよい。この場合、マシニングセンタのスピンドルや、旋盤の回転チャックの回転バランスの状況に応じて、バランサ６１０においてバランスピース３０，４０の配置位置を変えることで、マシニングセンタのスピンドルや、旋盤の回転チャックのバランス調整を行うことができる。

また、上述した第１実施形態から第５実施形態において説明したナット１，５１、フランジ５２、バランサ１Ａ，１Ｂ，６１０を組み合わせた構成としたり、また、ナット１，５１、フランジ５２、バランサ１Ａ，１Ｂ，６１０の各構成を組み合わせたバランサとしたりしてもよい。さらに、例えば、二段の溝部と三段の溝部とを同心円状に環状本体に設ける等、第１実施形態から第９実施形態において説明したナット１，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，５１、フランジ５２、バランサ１Ａ，１Ｂ，６１０を組み合わせた構成としたり、また、ナット１，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，５１、フランジ５２、バランサ１Ａ，１Ｂ，６１０の各構成を組み合わせたバランサとしたりしてもよい。

なお、上述した第２実施形態から第５実施形態においても第１実施形態と同様に、ナット５１、フランジ５２、バランサ１Ａ，１Ｂ，６１０において、深溝部１２ａへのバランスピース３０の配置や、浅溝部１２ｂへのバランスピース４０の配置は必須ではなく、取り付ける回転体の回転バランスに応じて、適宜、バランスピース３０，４０の両方を配置させてもよく、バランスピース３０だけを配置させてもよく、バランスピース４０だけを配置させてもよく、さらにはバランスピース３０，４０の両方を配置させないで溝部１２，１２２，１２５の空間を中空状としたままとしてもよい。

１，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，５１ ナット（バランサ）
１Ａ，１Ｂ，６１０ バランサ
２，５２１，６１１環状本体
１２，１２２，１２５ 溝部
１２ａ 深溝部
１２ｂ 浅溝部
５２ フランジ（バランサ）
１００ 砥石（回転体）
３０２ フィン（回転体）
４００ ツールホルダ（回転体）
６００ スピンドル（回転体）

Claims (11)

1. 回転体に着脱自在に装着され、前記回転体の回転バランスを調整するバランサであって、
   前記回転体の回転軸と同軸上に配置される回転中心軸と、前記回転体と対向するように配置される対の円環状の対向面と、を有する環状本体と、
   前記環状本体の外周縁に沿って一方の前記対向面に円環状に形成された溝部と、
   を備え、
   前記溝部は、
   前記環状本体の周方向の所望位置に、所定重量の深溝側のバランスピースが着脱自在に配置可能な深溝部と、
   前記環状本体の径方向において前記深溝部と重なる位置に形成されており、前記環状本体の周方向の所望位置に、所定重量の浅溝側のバランスピースが着脱自在に配置可能な浅溝部と、
   を備える、バランサ。
2. 前記深溝部及び前記浅溝部の溝深さが、
   前記深溝部に配置される前記バランスピースと、前記浅溝部に配置される前記バランスピースとが、前記環状本体の厚み方向に重ねて配置可能な溝深さに選定されている、
   請求項１に記載のバランサ。
3. 前記回転体に前記環状本体を装着した際に、前記深溝部に配置した前記バランスピースが、前記回転体の周方向において最も軽い重量の位置と前記径方向で直線上に位置する箇所で位置決めされ、
   前記浅溝部に配置する前記バランスピースは、前記深溝部に前記バランスピースが位置決めされた状態での前記回転体及び前記環状本体の回転バランスに応じて配置位置が調整される、
   請求項１に記載のバランサ。
4. 前記溝部が形成された外周環状体が前記環状本体とは別体でなり、前記外周環状体が前記環状本体の外周縁に着脱自在に装着されている、
   請求項１に記載のバランサ。
5. 前記環状本体がクッション材を介在させて前記回転体を押さえる構成において、前記溝部は、前記クッション材の配置領域よりも外周側に配置されている、
   請求項１に記載のバランサ。
6. 前記環状本体は、
   前記回転体の回転軸と同軸上に配置される回転中心軸を有する軸部と、前記溝部が形成された外周環状体と、前記軸部及び前記外周環状体を連設する複数の連設部とを備え、隣り合う前記連設部の間に厚みを貫通した貫通孔が設けられている、
   請求項１に記載のバランサ。
7. 前記環状本体は、
   前記深溝部の底部に、前記深溝部に沿って円環状に形成され、バランスピースが着脱自在に配置可能な底溝部を備える、
   請求項１に記載のバランサ。
8. 前記環状本体は、
   前記溝部に対して径方向内側又は径方向外側に、前記溝部に沿って円環状に形成され、バランスピースが着脱自在に配置可能な第２の溝部を備える、
   請求項１に記載のバランサ。
9. 前記環状本体は、
   前記溝部が形成される前記環状本体の対向面とは反対側の面に、前記環状本体の外周縁に沿って円環状に形成され、バランスピースが着脱自在に配置可能な第３の溝部を備える、
   請求項１に記載のバランサ。
10. 回転体に着脱自在に装着され、前記回転体の回転バランスを調整するバランサであって、
    前記回転体の回転軸と同軸上に配置される回転中心軸と、前記回転体と対向するように配置される対の円環状の対向面と、を有する環状本体と、
    それぞれが前記環状本体の外周縁に沿って一方の前記対向面に円環状に形成され、前記環状本体の周方向の所望位置に、所定重量のバランスピースが着脱自在に配置可能とされる複数の同心円状の溝部と、
    を備えるバランサ。
11. 前記回転体が、砥石、ツールホルダ、スピンドル、回転チャック、モータ、フィン、スクリュー、タービンのうちいずれかである、
    請求項１～１０のうちいずれか１項に記載のバランサ。

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