JP2559240B2 - 回転体の質量心出し機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転体の質量心出し機に関する。

この種の機械は回転体の質量心出しに用いられる。質
量心出しの際には、回転体の心軸は慣性主軸（質量軸）
上に置かれるか、または不つりあいの修正に好都合な軸
の位置に移動される。特にクランク軸の場合これは普通
に行われる方法である。なぜならばクランク軸では、不
ついあい修正（一般にカウンターウエイトに対して行わ
れる）の可能性が限られており、しかもカウンターウエ
イトは、クランク軸に対して作用する慣性の力を補償す
るためのものとして、できるだけ一定にしておかなけれ
ばならないからである。

［従来技術］ 例えば西ドイツ特許明細書第975、086号によつて知ら
れている質量心出し機では、心出し機の基台上に弾性支
持された、回転と振動の可能なつりあい試験かごの中に
クランク軸の半加工品が収容される。つりあい試験かご
の両方のジヤーナルに、心出し用のマークを付けるため
の穴あけ用スピンドルが１個ずつ取り付けられている。
ついあい試験かごは回転体把持円盤２個備えている。２
個の回転体把持円盤は、軸方向のレールによつて互に結
合されている。つりあい試験かごそのものはつりあい状
態にあるが、クランク軸の半加工品を入れると不つりあ
い状態になる。その不つりあいは、回転中のつりあい試
験かごの中でクランク軸の位置を変えることによつて消
滅せしめられる。この心出し機は、種々の長さのクラン
ク軸の半加工品を受け入れる用意をしていない。精々、
回転体把持円盤に設けられている把持兼位置調整装置を
用いて、限られた範囲内で、種々の長さのクランク軸の
半加工品を受け入れることができるに過ぎない。

供試回転体としてのクランク軸の半加工債の質量心出
しのための、始めに述べたような種類の機械は、刊行物
「自動車産業とシエンク」（ダルムシユタツト市カール
・シエンク株式会社の刊行物B1112−20、478A）によつ
ても知られている。その質量心出し機では、２個の駆動
ヘツドが、各駆動ヘツドと心出し機の基台とにねじ止め
されたばねを介して基台上に支持されている。心出し機
を長手方向に見た場合、駆動ヘツドはおよそ正方形の形
状をしており、正方形の各頂点に相当する位置に配置さ
れた４組の支柱と締付け装置とを介して互に結合されて
いる。２個の回転体把持円盤は、４本の支柱によつて定
められる空間の内部に設けられており、同期旋回運動が
可能で、それぞれ駆動ヘツドで支えられている。各円盤
は、駆動ヘツドに接している面とは反対側の面に調整歯
車を介して操作し得るクランプアダプターとクランプア
ームを備えている。このクランプアダプターとクランプ
アームとの間に、クランク軸の末端部分をはめ込むこと
ができる。各回転体把持円盤ごとに２個ずつの位置調整
歯車を介して、クランク軸のそれぞれの末端を回転体把
持円盤の回転軸から２つの異なる方向に移動させて、回
転体の軸心を慣性主軸と合致させることができる。心出
し用のマークを付けるための装置は、心出し機の基台上
に別個の装置として設けられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記刊行物によつて知られている心出し機は、製造工
程に柔軟性が要求されている環境の中で種々の長さの回
転体用として迅速な調整を行うには、あまり適していな
い。なぜなら調整の際、各構成部材間の多数の継手をゆ
るめなければならないからである。その上、駆動ヘツド
と心出し用のマークを付けるための装置とは、それぞれ
別個に移動させ固定しなければならない。

本発明の基礎になつているのは、始めに述べたような
種類の機械において、広い範囲にわたつて調整が可能
で、しかも迅速且つ簡単な手段で種々の長さの回転体に
合わせ得るような機械を提供するという課題である。

［問題点を解決するための手段］ 前記した本発明の課題は、基台と、その長手方向各端
部に設けられた１対の駆動ヘッドと、駆動ヘッドに連結
され、また心出しすべき回転体の端部を支持して、さら
にその回転体を回転させる回転体把持円盤と、駆動ヘッ
ドを乗せて支持する１対の案内レールと、これらの案内
レールとこれらを両端で支持する横材とからなり、振動
ブリッジを構成する台枠と、基台上に振動ブリッジを支
持するばねと、基台とその振動ブリッジ間に連結された
回転体の不つりあいを測定する振動検出機構と、回転体
把持円盤に付設された、回転体の軸心位置を調整する調
整機構と、回転体の端面にその軸心位置のマークを付け
る各駆動ヘッドに付設されたマーク付与装置と、駆動ヘ
ッドとマーク付与装置との２つの組とを含み、案内レー
ルに沿って１つの組が他方の組に向って長手方向に移動
可能な、種々の長さを持つ回転体を収容できるユニット
と、各回転体把持円盤はこれと一体にすべり移動する駆
動ヘッドに回転可能に取り付けられると共に、各回転体
把持円盤を回転させるための駆動装置と、駆動装置及び
その駆動軸とベルト及びプーリを介して連結された回転
伝動軸として、各駆動ヘッドの回転軸心に平行に配置さ
れたシャフトと、基台の長手方向各端部近くに設けら
れ、シャフトにすべり可能に取り付けられ、またそのシ
ャフトと共に回転するように連結された１対のベルトプ
ーリと、このプーリを介してシャフトと各回転体把持円
盤とを相互に連結するベルトと、を具備し、ベルトが各
回転体把持装置とそれぞれを対応するベルトプーリ間に
介在して、駆動装置が作動すると、その回転体把持装置
を回転させることによって、解決される。

［作用効果］ このような構成の結果、機械を種々の長さの回転体に
合わせる作業が迅速かつ簡単に行えるようになり、しか
もその作業を自動化し得るようになる。なぜならその作
業は、ただ単に２個の駆動ヘツドのうちのどちらか一方
の固定手段をゆるめ、その駆動ヘツドを移動させた後、
再び固定手段を再び固定するに過ぎないからである。そ
れ以外の継手、例えば基台上のばねの関節部や長手方向
の支柱と駆動ヘツドとの間の継手や心出し用のマークを
付けるための装置と基台との間の継手などを、一旦ゆる
めてまた固定し直すというような必要はない。

機械の各構成部材間の相対的な内部応力は、継手をゆ
るめて駆動ヘツドを移動させた後、十分な位置調節を行
わないまま再び固定したために生ずるものであるが、本
発明のような構成にすれば、そのような内部応力は生じ
ない。従つて機械の機能、特に測定装置の機能が、内部
応力によつて害せられるという危険性はない。２個の駆
動ヘツドの間の空間には、回転体を搭載する際の邪魔に
なるような駆動ヘツド連結用の支柱がない。

［構 成］ 本発明の１つの実施例は、回転体の搭載に関して特に
好都合である。その実施例では、案内レールが回転体把
持円盤の回転軸を含む平面の片側に、望ましくはその回
転軸を含む水平面の下方に配置されている。従つてその
水平面の片側には、回転体を搭載する際の邪魔になるか
も知れないような構成部材が全然配置されていないこと
になる。但し上記平面は、人間工学的な理由から、水平
面に対して例えば45゜傾けてもよい。

本発明の１つの実施態様では、キャリジ状（往復運動
可能）、以下同じに形成された駆動ヘツドを載せるため
に同一水平面上にある載荷面を持つた２本の案内レール
が、横材を介して台枠に結合されている。この実施例
は、構造が簡単なこととすぐれた安定性を持つているこ
とを特徴としている。但し、駆動ヘツドと、心出し用の
マークを付けるための装置とで構成され、両者が一体と
なつて移動し得るユニツトを機械的な移動装置を介して
台枠上に支持することが好ましい。

両方の回転体把持円盤を１個のモニターで駆動すよう
にした実施例では、回転体把持円盤用の駆動装置が簡態
でしかも頑丈なものとなる。この場合、モーターは台枠
の横材の中にはめ込まれたシヤフトを介して、回転体把
持円盤に連結されている。上記シヤフトが一方ではモー
ターと、他方では回転体把持円盤とがベルトによつて連
結されている。その場合には外部の振動のほとんど遮断
される。

実施例では回転体把持円盤が円筒状の中空部分を持つ
ており、その部分で、駆動ヘツドの円筒状の突起に回転
自在に支えられている。また、駆動ヘツドを簡単に調整
し得るという点で有利である。上記シヤフトと回転体把
持円盤との間のベルト伝動位置が、回転体把持円盤上に
形成されたつば状のベルト接触面と駆動ヘツド内に回転
自在に支えられているが、軸方向には駆動ヘツドに固定
されているベルトプーリーとを含んでいる。ベルトプー
リーは、シヤフトの溝付き部分と嵌合する輪郭を持つた
孔を備えており、駆動ヘツドの軸方向移動に随伴してシ
ヤフト上を軸方向に移動し得る。

更に、駆動ヘツドの円筒状の突起の中心部に貫通孔が
設けられており、その貫通孔が、心出し用のマークを付
けるための装置の一部を取り巻いている。

この場合、上記貫通孔内にブツシングを、軸方向に移
動し得るように、但し捻転に抗し得るようにはめ込み、
そのブツシングの中に心出し用の電動式ドリルを回転自
在にはめ込み、軸方向に支持する構造が好ましい。

［実施例］ 次に、図面に示した本発明の実施例を、更に詳細に説
明する。

図面の中で、互に対応する構成部分には同じ参照数字
を使つている。

第１図の１は質量心出し機の基台を示す。この質量心
出し機は振動ブリツジ２を備えている。振動ブリツジ２
はばね３を介して基台１上に支持されている。回転体の
不つりあいによつて生じる振動ブリツジ２の振動を検出
するため、基台１に振動検出器15（第２図）を取りつけ
てある。振動ブリツジ２上には駆動ヘツド４および５が
配置されており、回転体把持円盤６および７がそれらの
駆動ヘツドに回転自在に支えられている。回転体把持円
盤６および７は、この質量心出し機で質量心出しをすべ
き回転体40としてのクランクの半加工品10の末端領域を
はめ込むためのクランプアーム８および９を備えてい
る。クランプアーム８および９には位置調整装置11およ
び12が付属している。回転体把持円盤６、７の回転中
に、各駆動ヘツド４、５に付属するクランプアーム８、
９およびクランプアダプター11、12を介して、クランク
軸の半加工品10の軸を、心出し機の回転軸に向かつて平
行移動させたり、それに対して傾けたりすることができ
る。心出し機の回転軸は、駆動ヘツド４、５および回転
体把持円盤６、７の互に心合わせされた軸によつて確定
される。回転体の軸の位置調整を終了した後、心出し用
のマークを付けるための装置13、14で、クランク軸の半
加工品10の端面に心出し用の孔をうがつ。こうして質量
心出しされたクランク軸の半加工品10は心出し機から取
り出されて加工装置に、次いでつりあい試験機に供給さ
れる。

振動ブリツジ２は心出し機の長手方向に、すなわち回
転体把持円盤６、７の回転軸の方向に延びる２本の案内
レール20、21を備えている。これら２本の案内レール
は、横材22、23を介して、ほぼ平らの長方形の台枠24に
結合されている。各案内レール20、21に２本ずつのばね
３が、長手方向に間隔を置いて固定されている。各ばね
の他端は基台１に固定されている。案内レール20、21は
心出し機の回転軸の下方に位置する水平面上にある。

この実施例では案内レール20、21は長方形の横断面を
持つた管で構成されて、載荷面を持つている。キャリジ
状の駆動ヘツド４および５はその載荷台に載せられて鉛
直方向に支持される。駆動ヘツド４および５には、管の
鉛直面に接し得る部分もあるので、駆動ヘツド４および
５は横方向にずれる恐れがない。

キャリジ状の駆動ヘツド４および５は、両方とも振動
ブリツジ２すなわち台枠24の案内レール20、21上で長手
方向に移動可能で、台枠24に対して、例えば締付け装置
などで固定することもできる。各駆動ヘツド４、５は、
円筒状の突起25、26と、案内レール20、21の間から下向
きに突出する突出部27、28とを備えている。回転体把持
円盤６、７は上記の円筒状の突起25、26にころ軸受を介
して回転自在に支えられているが、軸方向には突起25、
26に固定されている。円筒法の突起25、26の中心から案
内レール20、21の載荷面までの距離は、主としてクラン
ク軸の半加工品10の最大偏移とクランクの寸法によつて
定められる。駆動ヘツド４、５には、それらの中心部を
長手方向に貫通して突起25、26にまで延びる貫通孔再、
それぞれ１本ずつ設けられている。２本の貫通孔のう
ち、駆動ヘツド４の貫通孔29だけを部分断面図で示して
ある。貫通孔29は、心出し用のマークを付けるための装
置13、14の構成部材を収容する。

第１図の部分断面図から明らかなように、装置13、14
は、ブツシング30の中に回転自在にはめ込まれ、そのブ
ツシング30で軸方向に支持された心出しドリル31を備え
ている。心出しドリル31はブツシング30と駆動ヘツド４
または５から突出している方の末端部分において、ベル
ト32を介してモーター33によつて駆動される。

ブツシング30は駆動ヘツド４、５の貫通孔29の中で移
動可能で、回転体把持円盤６または７とは反対の側に位
置する末端部分が駆動ヘツド４または４から突出してい
る。ブツシング30のその末端部分には、ベアリング・プ
レート34が固定されている。ベアリング・プレート34
は、心出しドリル31を駆動するためのモーター33と、モ
ーター33に付属するベルトプーリーとを支えている。ブ
ツシング30は、心出しドリル31を収容するための孔を備
えている。ブツシング30の外周面には、つば35が設けら
れている。つば35は、貫通孔29の大径部分の内部で気密
状態を保ちながら案内される。心出し穿孔のための貫通
孔内の気密部分に圧力を供給することによつて、ブツシ
ング30を心出しドリル31と共に、クランク軸の半加工品
10に向かつて貫通孔29から突出させたり、または貫通孔
29の中へすなわち原位置へ後退させたりすることができ
る。ブツシング30をモーターで移動させることも可能で
ある。

台枠24の内部へ向かつて下向きに突出する駆動ヘツド
４、５の突出部27、28には、それらの突出部を貫通する
ねじ孔が設けられている。これらのねじ孔は、それらに
ねじ込まれるねじ棒37のための止めナツト36の役目をす
る。ねじ棒37は、台枠24の横材22、23で軸方向への移動
を阻止される。クランク軸の半加工品10の長さによつて
定まる駆動ヘツド４、５の位置は、ねじ込み装置を用い
てねじ棒37をねじることによつて調節し、それに引き続
いて、駆動ヘツド４または５を案内レール20、21に押し
つける締付け装置（図示せず）を用いて駆動ヘツドを固
定する。ねじ棒37をねじる作業はサーボモーターによつ
ても行うこともできる。更に、両方の駆動ヘツドに共用
し得る１本のねじ棒を用いて、両方の駆動ヘツドを同時
に調整することもできる。

駆動ヘツド４、５の突出部27、28には更に回転体把持
円盤６、７を回転駆動するための手段が支えられてい
る。図示の実施例の場合、両方の回転体把持円盤６、７
の同期駆動は、ベルト41、シヤフト39、およびそれぞれ
の回転体把持円盤６、７用のベルト42を介して、基台１
に固定されたモーター38によつて行われる。モーター38
は、台枠24に、すなわち振動ブリツジ２に固定すること
もできる。

シヤフト39は台枠24の横材22および23に回転自在に支
えられている。モーターの原動力をシヤフト39に伝達す
るため、ベルト41用のベルトプーリー43がシヤフト39に
固定されている。シヤフト39と回転体把持円盤６または
７との間のベルト伝動装置42の一部として、シヤフト39
上にブツシング状のベルトプーリー44がそれぞれ１個ず
つ、長手方向には移動可能であるがシヤフト39に対する
相対回転ができないように配置されている。ベルトプー
リー44はシヤフト39の溝付き部分と嵌合する輪郭を持つ
た孔を備えている。ベルトプーリー44の外周面にはベル
ト接触面と軸受面が設けられており、後者によつてベル
トプーリー44は、駆動ヘツド４、５の突出部27、28の孔
の中に、ころ軸受を介して回転自在に配置されている。
その孔の中でベルトプーリー44は、軸方向に固定されて
いる。このベルトプーリー44のベルト接触面は、回転体
把持円盤６、７のベルト接触面との間にベルトをかける
ためのものである。

回転体把持円盤６、７は、駆動ヘツド４、５に接して
いる正とは反対の側に、クランプアーム８、９とクラン
プアダプター11、12とを備えている。これらの装置は、
クランク軸の末端部分砲把持し、クランク装の半加工品
10の軸心位置を調整するのに用いられる。測定された不
つりあいに応じて、回転体把持円盤６、７の同期回転中
に、不つりあいが消滅せしめられるか、またはあらかじ
め決めておいた量に到達するまでクランク軸の半加工品
10を空間的に位置調整するため、第２図に示すようにそ
れぞれの調整平面のために、すなわちそれぞれの回転体
把持円盤６、７に、２個ずつのモーターがクランプアダ
プター11、11′および12、12′に取付けられ調整装置1
1、12として、またクランプアダプター11、12に対して
弾性的に圧迫を加える２個ずつのクランプ・アーム８、
８′および９、９′が把持装置８、９として設けられて
いる。

クランク軸の半加工品10の軸心を空間的に位置調整し
た後、両方の心出しドリル31を同時に動作位置に移動さ
せ、軸心の空間的位置を定める心出し孔をクランク軸の
半加工品10の端面にうがつ。これで質量心出しの過程は
終了する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による質量心出し機の部分断面図、第
２図は、第１図の線II−IIについての断面図である。 １は基台、２は振動ブリツジ、 ３はばね、４と５は駆動ヘツド、 ６と７は把持円盤、 8,9;11、12は把持兼位置調整装置、 13と14は心出しマーク付与装置、 20と21は案内レール、 40は回転体である。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台（１）と、その長手方向各端部に設け
   られた１対の駆動ヘッド（４、５）と、駆動ヘッド
   （４、５）に連結され、また心出しすべき回転体（40）
   の端部を支持して、さらにその回転体を回転させる回転
   体把持円盤（６、７）と、駆動ヘッド（４、５）を乗せ
   て支持する１対の案内レール（20、21）と、これらの案
   内レールとこれらを両端で支持する横材（22、23）とか
   らなり、振動ブリッジ（２）を構成する台枠（24）と、
   基台（１）上にこの振動ブリッジを支持するばね（３）
   と、基台（１）とその振動ブリッジ間に連結された回転
   体の不つりあいを測定する振動検出機構（15）と、回転
   体把持円盤に付設された、回転体の軸心位置を調整する
   調整機構（11、12）と、回転体の端面にその軸心位置の
   マークを付ける各駆動ヘッド（４、５）に付設されたマ
   ーク付与装置（13、14）と、駆動ヘッドとマーク付与装
   置との２つの組（４、13;5、14）とを含み、案内レール
   （20、21）に沿って１つの組が他方の組に向って長手方
   向に移動可能な、種々の長さを持つ回転体を収容できる
   ユニットと、 各回転体把持円盤（６、７）はこれと一体にすべり移動
   する駆動ヘッド（４、５）に回転可能に取り付けられる
   と共に、各回転体把持円盤を回転させるための駆動装置
   （38）と、駆動装置（38）及びその駆動軸とベルト（4
   1）及びプーリ（43）を介して連結された回転伝動軸と
   して、各駆動ヘッドの回転軸心に平行に配置されたシャ
   フト（39）と、基台（１）の長手方向各端部近くに設け
   られ、シャフト（39）にすべり可能に取り付けられ、ま
   たそのシャフトと共に回転するよう連結された１対のベ
   ルトプーリ（44）と、このプーリを介してシャフト（3
   9）と各回転体把持円盤（６、７）とを相互に連結する
   ベルト（42）とを具備し、ベルト（42）が各回転体把持
   装置（６、７）とそれぞれ対応するベルトプーリ（44）
   間に介在して、モータ（38）が作動すると、その回転体
   把持装置を回転させることを特徴とする、回転体の質量
   心出し機。
2. 【請求項２】横側左右に設けられた各レールからなり、
   駆動ヘッド（４、５）を相互に連結して支持している１
   対の案内レール（20、21）を具備していることを特徴と
   する、請求項１に記載の回転体の質量心出し機。
3. 【請求項３】案内レール（20、21）が駆動ヘッド（４、
   ５）にある回転軸の下方に距離を置いて設けられている
   ことを特徴とする、請求項２に記載の回転体の質量心出
   し機。
4. 【請求項４】台枠（24）は案内レール（20、21）を相互
   に結合させる横材（22、23）を有して、駆動ヘッドの少
   くとも１つが他の駆動ヘッドに向ったり離れたりしてす
   べり動作するようにしたことを特徴とする、請求項２に
   記載の回転体の質量心出し機。
5. 【請求項５】回転可能なねじ（37）を有して、これが駆
   動ヘッド（４、５）と一体に動作し、その駆動ヘッドと
   これと一体に動作するマーク付与装置（13、14）とを長
   手方向に変位させることを特徴とする、請求項１に記載
   の回転体の質量心出し機。
6. 【請求項６】回転体の各端面にマークを付与する装置
   （13、14）が駆動ヘッド（４、５）より回転体（40）の
   端部に向ったり離れたり移動する回転可能なドリル（3
   1）を具備していることを特徴とする、請求項１に記載
   の回転体の質量心出し機。
7. 【請求項７】駆動ヘッド（４、５）が、ドリル（31）配
   置のための中空スリーブ（30）と、そのドリルの駆動装
   置と、そのドリルを回転体（40）の端部に向ったり離れ
   たり移動させる装置とを具備していることを特徴とす
   る、請求項６に記載の回転体の質量心出し機。