JPH07104220B2 - バランシングマシン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転体たとえば回転工具等の残留不釣合い量
を測定するバランシングマシンに関するものである。

（従来の技術） 従来、この種バランシングマシンとしては、第４図及び
第５図に示すものがある。

第４図において、１は被測定物で回転軸２は、振動軸受
2a及び支持ばね３を介して回転自在に軸支されている。

４は自在継手、５は駆動軸、６はモータで、駆動軸５は
プーリ7,8及びベルト９を介してモータ６により駆動さ
れ、被測定物１には自在継手４を介して回転動力が伝達
される。10はピックアップ、11は不釣合測定回路、12は
不釣合指示器、13は位相検出器、14は不釣合角位置指示
器、15は不釣合角位置指標である。

第５図は、駆動装置16の駆動軸17が撓み継手18に直結さ
れている点で第４図と異なっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来技術は、両者共に被測定物１を支える回
転軸２が、継手4,18を介して駆動軸5,17により駆動され
るため、駆動軸5,17、継手4,18の剛性、回転軸２、継手
4,18、駆動軸5,17の同軸度、さらには前記２時間の回転
方向の間隙によるガタツキの発生等、被測定物１を5000
RPM以上の高速回転で測定することができない要因があ
る。

そこで、例えば特開昭63−210741号公報に示すように、
回転軸に同軸心をもってステータ及びロータを設け、そ
の回転軸自体に直接被測定物を取り付けられるようにし
て、動力伝達に伴う回転軸の振動を阻止することが考え
られる。

しかし、上記公報に記載のバランシングマシンでは、回
転軸が機枠に取り付けられるハウジングの下端から突出
しており、このハウジング外部にある回転軸の突出下端
にロータを固着しているので、ロータと回転軸間に僅か
の心ずれがあっても回転軸の高速回転時に振動が生じ、
このため被測定物のバランス測定に誤差が生じるおそれ
がある。

また、上記公報に記載のものでは、被測定物が中実の回
転軸の一端に固定された取付板を介して当該回転軸に取
り付けられているので、取付板と回転軸間に心ずれがあ
ると被測定物の高速回転に影響を与えてバランス測定に
誤差が生じることがあるとともに、被測定物の取付板へ
の取付作業が面倒であるという欠点がある。

本発明は、このような実情に鑑み、簡単な操作で被測定
物を回転軸に正確に取り付けられるようにするととも
に、ロータや被測定物の固定手段による被測定物の高速
回転への影響を極力少なくして被測定物のバランス測定
精度を向上することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手
段を講じた。

すなわち、本発明は、ハウジング23と、ハウジング23内
に嵌着された高周波モートルステータ24と、ハウジング
23内両端部に設けた軸受25,26を介して前記ステータ24
と同軸心をもって回転自在に軸支された回転軸27と、該
回転軸27の外周に対応して固着された高周波モートルロ
ータ28と、前記回転軸27の一端側に被測定物29を固定す
るための固定手段33とを備え、 前記高周波モートルステータ24及び高周波モートルロー
タ28は、ハウジング23内の両軸受25,26間に配置され、 前記回転軸27は中空軸に形成され、この中空部に前記固
定手段33が前記回転軸27と一体回転可能に収納され、 前記固定手段33は、前記被測定物29に設けられたプルス
タッド41を着脱自在に掴持するコレットチャック36と、
このコレットチャック36に固定されて前記回転軸の軸心
部に貫装された引っ張りバー37と、この引っ張りバー37
を軸方向他端側に付勢するバネ39とを有し、 前記コレットチャック36とプルスタッド41との接続部が
ハウジング23の一端側に位置する軸受25の径内側に配置
されていることを特徴とする。

さらに、本発明は、固定手段33の固定を解除する解除手
段44が設けられ、この解除手段44は、ハウジング23に固
定されたシリンダ46と、このシリンダ46に摺動自在に嵌
装されたピストン47と、このピストン47に連結されたピ
ストンロッド48とを有し、このピストンロッド48は、そ
の一端部が固定手段33の引っ張りバー37の他端部と接離
自在となるようその引っ張りバー37と同軸心状に対向配
置されていることを特徴とする。

（作 用） 高周波モートルステータ24及び高周波モートルロータ28
はハウジング23内の両軸受25,26間に配置されているの
で、ロータ28が軸受25,26間で回転することになり、ロ
ータ28の重心が僅かに回転軸心から偏心していても、回
転軸27の振動が軸受25,26によって阻止され、回転軸27
の高速回転に殆ど影響が生じない。

被測定物29を回転軸27に取り付ける場合、引っ張りバー
37をバネ39に抗して回転軸27の一端側に押し上げてコレ
ットチャック36を開き、このチャック36に被測定物29の
プルスタッド41を挿入して引っ張りバー37を解除すれ
ば、コレットチャック36がプルスタッド41を掴持して回
転軸27の他端側に引っぱり、これによって被測定物29が
回転軸27の一端側に固定される。

この場合、コレットチャック36とプルスタッド41との接
続部がハウジング23の一端側に位置する軸受25の径内側
に位置しているので、当該接続部が回転軸27の中心から
僅かに偏心していても、この偏心による回転軸27の振動
が軸受25によって阻止され、回転軸27の高速回転に殆ど
影響が生じない。

一方、請求項２に記載の発明によれば、引っ張りバー37
を押し上げる解除手段44のピストンロッド48が引っ張り
バー37と接離自在にかつ同軸心状に対向配置されている
ので、解除手段44を設けたことが回転軸27の高速回転に
影響を与えることはない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示し、21は基礎上に固定
された機枠で、垂直軸心をもつハウジング嵌装孔22を有
し、ハウジング23が嵌入固定されている。

ハウジング23は略筒形で、内周面中央にはリング状の高
周波モートルステータ24が同芯的に嵌着され、該ステー
タ24の上下に位置して軸受25,26（夫々２個１組のアン
ギュラ形玉軸受）が嵌着されている。

27は回転軸で、中空軸に形成されており、外周の略中央
部には前記ステータ24に対応しかつ同軸心となるように
高周波モートルロータ28が固着され、該回転軸27はハウ
ジング23内に挿通されると共に上下両端部が、前記軸受
25,26を介して回転自在に軸支されている。そして、中
空回転軸27の上端部は拡径されてその内周には、被測定
物29のテーパー付嵌着部30とされ、治具31を介して被測
定物29が取付けられている。また、嵌着部30の下側には
軸孔よりも若干直径が大きくかつ嵌着部30よりも小径な
コレットチャック拡開部32が設けられ、該拡開部32から
下方の軸孔は被測定物引張固定手段33の嵌入部34とさ
れ、該嵌入部34の途中に引張バー案内兼ばね受部35が縮
径状に突設されており、コレットチャック36が上下方向
に摺動可能に嵌入されている。

前記被測定物引張固定手段33は、上端に係止ボール36a
を備えたコレットチャック36と、該チャック下方に連結
された引張バー37と、該引張バー37の途中に固着された
ばね受38と前記引張バー案内兼ばね受部35との間に嵌入
された引張コイルばね39とにより構成され、コレットチ
ャック36が常時下方に付勢されている。

なお、前記中空回転軸27の下端は、ハウジング23の下端
から下方に延出され、前記引張バー37の下端37aが該回
転軸下端からさらに下方に延出されている。

前記治具31には、上端面に被測定物固定用ねじ孔40が設
けられ、若干テーパーが付された嵌合軸部31aの下面に
は、プルスタッド41が螺着され、該プルスタッド41が前
記コレットチャック36の係止ボール36aに係止され、か
つ下方に引張られるようになっている。

42は角度指示円盤で、中空回転軸37の上端外周に嵌着さ
れている。43は非接触式振動センサーで、ハウジング23
の上端部外周に設けられている。

44は被測定物固定解除手段で、前記ハウジング23の下端
に固着された有底のシリンダ受筒45と、該受筒45内に嵌
装された流体圧シリンダ46と、ピストン47及びピストン
ロッド48とからなり、シリンダ46の下端開口46aから流
体例えば空気が給排され、ピストンロッド48の上端が、
引張バー37下端37aを上方に突き上げて、コレットチャ
ック36の係止解除すなわち被測定物29の固定解除を行な
うようになっている。

49は回転センサーで、前記シリンダ受筒45の上端部に装
着され、該センサー49と前記振動センサー43からの信号
を制御装置に入力し、振動解析の結果を画面に出力する
ようになっている。

また、前記高周波モートルステータ24と同ロータ28で構
成される高周波モートルは、図外のインバータ制御電源
装置により、低速回転から高速回転まで連続的に回転制
御を行ないうるようになっている。

上記第１実施例において、被測定物29例えば回転工具ホ
ルダのバランステストを行なう場合、まず、治具31をマ
シンから外した状態でその被測定物嵌入孔31bに被測定
物29を嵌入固定する。次に流体圧シリンダ46内に下端開
口46aから空気を供給して引張バー37の下端37aをピスト
ンロッド48によって突き上げ、コレットチャック36の係
止ボール36aをコレットチャック拡開部32内に位置さ
せ、被測定物29を取付けた治具31を被測定物嵌着部30に
嵌入すると、プルスタッド41がコレットチャック36の係
止ボール36a間に嵌入する。そこで、流体圧シリンダ46
内の空気を排出すると、引張コイルばね39が引張バー37
を下方に引き下げ、プルスタッド41がコレットチャック
36により引張られた状態のまま中空回転軸27に強固に固
定される。

このようにして、被測定物29が中空回転軸27の上端に固
定されると、図外のインバータ制御電源装置により、回
転開始され、低速から高速（約３万回転／分）まで連続
的に制御され、バランステストが行なわれる。

第２図は本発明の第２実施例の要部を示し、第１実施例
と異なるところは、中空回転軸27の軸受25,26が流体軸
受（例えば空気軸受）とされている点であり、以下この
点についてのみ説明する。

上側の軸受25は、中空回転軸27の上部外周に突設された
フランジ状のスラストプレート50と、ハウジング23内上
部に嵌着されたリング状の多孔質プレート51及び52とか
らなり、スラストプレート50が両多孔質プレート51,52
間に、径方向及び軸方向の空気薄膜53,54が形成される
ように嵌装されている。そして、ハウジング23には、軸
線方向上下に設けられた空気供給路55が、上部多孔質プ
レート51の上面側及び下部多孔質プレート52の下面側に
開口している。

また、下側の軸受26は、ハウジング23内下部に嵌着され
た多孔質スリーブ56からなり、該スリーブ56の内周面と
前記中空回転軸27の下部との間に空気薄膜57が形成さ
れ、スリーブ56の外周面側には、前記ハウジング23の空
気供給路55が開口している。

そして、ハウジング23下部の空気供給口58から空気供給
路55を経て各軸受25,26内に、圧力空気を供給すると、
各軸受25,26と中空回転軸27の間に空気薄膜53,54,57が
形成され、中空開口部27は浮上し非接触状態で回転可能
となる。

この第２実施例によれば、第１実施例と同様に運転で
き、同様の効果を期待できるが、さらに、第１実施例に
比べて、加工精度、組立精度に留意することにより回転
精度の向上並びに高速回転の確保を図ることが可能であ
る。

第３図は本考案の第３実施例の要部を示し、第１実施例
と異なるとこば、中空回転軸27の被測定物嵌着部30が被
測定物29である回転工具ホルダのテーパーシャンク29a
のテーパーと同じテーパーをもったテーパー孔とされ、
被測定物29が直接取付けうるようにした点であり、プル
スタッド41が被測定物29に螺着されている。

したがって、第３実施例にあっても、第１実施例と同様
に運転し、同等の効果を期待できる。

なお、上記各実施例において、被測定物29の係止固定状
態確認センサー（図示省略）を配設し、固定状態の確認
ができないときは、回転軸27を回転できないような制御
回路を構成して、安全性の向上を図ることができる。

本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく、例
えば、被測定物固定手段33、被測定物固定解除手段44等
は他の従来技術を採用することができる。

（発明の効果） 本発明にかかるバランシングマシンによれば、ロータ28
がハウジング23内の両軸受25,26間に配置され、ロータ2
8の偏心による回転軸27の振動が両軸受25,26によって阻
止されるとともに、コレットチャック36とプルスタッド
41との接続部がハウジング23の一端側に位置する軸受25
の径内側に位置し、接続部の偏心による回転軸27の振動
が軸受25によって阻止されるので、ロータ27の偏心や被
測定物29の接続部が回転軸27の高速回転に殆ど影響せ
ず、被測定物29のバランス測定精度を従来より向上する
ことができる。

また、引っ張りバー37を回転軸27内で出退させるだけで
被測定物29のプルスタッド41をコレットチャック36によ
って係脱できるので、被測定物29を極めて容易に回転軸
27に取り付けることができる。

請求項２に記載の発明によれば、解除手段44のピストン
ロッド48が引っ張りバー37と接離自在にかつ同軸心状に
対向配置されていて、ピストンロッド48が回転軸27の高
速回転に影響を与えないので、解除手段44をケーシング
23に設けてもバランス測定精度が低下するのを防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す中央縦断面図、第２
図は同第２実施例の要部中央縦断面図、第３図は同第３
実施例の要部中央縦断面図、第４図及び第５図は夫々従
来例の概略構成説明図である。 21……機枠、23……ハウジング、24……高周波モートル
ステータ、25,26……軸受、27……回転軸、28……高周
波モートルロータ、29……被測定物、30……被測定物嵌
着部、31……治具、33……被測定物固定手段、36……コ
レットチャック、37……引っ張りバー、41……プルスタ
ッド、44……被測定物固定解除手段、46……シリンダ、
47……ピストン、47……ピストンロッド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（23）と、ハウジング（23）内
   に嵌着された高周波モートルステータ（24）と、ハウジ
   ング（23）内両端部に設けた軸受（25）（26）を介して
   前記ステータ（24）と同軸心をもって回転自在に軸支さ
   れた回転軸（27）と、該回転軸（27）の外周に対応して
   固着された高周波モートルロータ（28）と、前記回転軸
   （27）の一端側に被測定物（29）を固定するための固定
   手段（33）とを備え、 前記高周波モートルステータ（24）及び高周波モートル
   ロータ（28）は、ハウジング（23）内の両軸受（25）
   （26）間に配置され、 前記回転軸（27）は中空軸に形成され、この中空部に前
   記固定手段（33）が前記回転軸（27）と一体回転可能に
   収納され、 前記固定手段（33）は、前記被測定物（29）に設けられ
   たプルスタッド（41）を着脱自在に掴持するコレットチ
   ャック（36）と、このコレットチャック（36）に固定さ
   れて前記回転軸の軸心部に貫装された引っ張りバー（3
   7）と、この引っ張りバー（37）を軸方向他端側に付勢
   するバネ（39）とを有し、 前記コレットチャック（36）とプルスタッド（41）との
   接続部がハウジング（23）の一端側に位置する軸受25の
   径内側に配置されていることを特徴とするバランシング
   マシン。
2. 【請求項２】固定手段（33）の固定を解除する解除手段
   （44）が設けられ、この解除手段（44）は、ハウジング
   （23）に固定されたシリンダ（46）と、このシリンダ
   （46）に摺動自在に嵌装されたピストン（47）と、この
   ピストン（47）に連結されたピストンロッド（48）とを
   有し、このピストンロッド（48）は、その一端部が固定
   手段（33）の引っ張りバー（37）の他端部と接離自在と
   なるようその引っ張りバー（37）と同軸心状に対向配置
   されていることを特徴とする請求項１記載のバランシン
   グマシン。