JPH11201233A - 自動バランス調整機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転体の回転バランスをスムーズかつ容易に
調整することができる自動バランス調整機構を提供す
る。 【解決手段】 自動バランス調整機構７は、ドーナツ状
のプレート８と該プレート８挿入されたウェイトとなる
ボール９とで構成され、回転体の間に挿入される。プレ
ート８の軸心１に対して垂直な平面１０には空洞部とな
る長穴１１が設けられる。各々の独立した長穴１１に挿
入されたボール９は、その独立した各々の長穴１１の中
でのみ移動する。よって、該回転体が回転を始動すると
き、又は回転を停止するときでも、該回転体の回転バラ
ンスの調整をスムーズに行うことができる。また、ボー
ル９は長穴１１の中で移動することができるので、該回
転体の回転バランスが自動的に補正され、該回転体の回
転バランスを容易に調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸心部の周りを回
転する回転体の回転バランスをスムーズかつ容易に調整
することができる自動バランス調整機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】フランジ、ホイール、ドラム等の回転体
を安定した状態で回転させるためには、該回転体の回転
バランスを調整する必要がある。従来、これらの回転体
の回転バランスを調整する方法として以下の方法があ
る。

【０００３】肉抜きといわれる該回転体の本体の一部に
加工を行う方法や、ねじ又はピン等のウェイトとなる固
体を該回転体の適切な位置に固定する方法である。

【０００４】上記方法では、まず、回転体を回転の軸心
となる主軸に取り付ける。次に、該回転体の状態（例え
ば回転体の回転速度や回転体の動的特性等）を把握す
る。その後、該回転体の状態に対応して、該回転体の本
体に肉抜きが行われる。または、ウェイトとなる固体を
該回転体の回転バランスが悪い部分（位置）に固定する
ことにより、該回転体の回転バランスが調整される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
上記回転体に対応してその都度、該回転体の本体に肉抜
きを行う必要がある。また、該回転体の状態に対応して
ウェイトとなる固体の数量を決定したり、該固体を該回
転体へ固定するための位置決めがその都度必要となる。
したがって、短時間で該回転体の回転バランスを調整す
ることはきわめて困難である。

【０００６】また、回転体の回転バランスは、該回転体
の回転域によって異なる。したがって、ある特定の回転
域で回転している該回転体について、上記従来の方法に
より該回転体の回転バランスを調整したとしても、該回
転体を他の回転域で回転させる場合には再び該回転体の
回転バランスを調整する必要がある。

【０００７】また、上述したようなウェイトとなる固体
を該回転体へ固定するための位置決め等、該回転体の回
転バランスを調整するために必要な事項を予め十分考慮
して該回転体を設計しなければならない。

【０００８】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、軸心部の周りを回転する
回転体の回転バランスをスムーズかつ容易に調整するこ
とができる自動バランス調整機構を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る自動バランス調整機構は、軸心部の周
りを回転する回転体の回転バランスを調整するために該
軸心部と同心軸上に設けられる自動バランス調整機構で
あって、少なくとも一つ以上の独立した空洞部を有する
部材と、該空洞部に移動可能に挿入されたウェイトと、
を具備することを特徴とする。

【００１０】上記自動バランス調整機構では、部材は少
なくとも一つ以上の独立した空洞部を有する。したがっ
て、ある独立した空洞部に挿入されたウェイトの動きは
その独立した空洞部内のみに抑制される。これにより、
回転体の回転始動時または回転停止時でもスムーズに該
回転体の回転バランスの調整を行うことができる。

【００１１】また上記自動バランス調整機構では、ウェ
イトは部材の空洞部に移動可能に挿入される。したがっ
て、回転体の回転中に該ウェイトは遠心力及び重力の作
用により該空洞部の中を移動し、該回転体の回転バラン
スが自動的に調整される。よって、該回転体の回転バラ
ンスを容易に調整することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。まず、回転体の構成につ
いて説明する。図１は、回転体の分解された側面図であ
る。回転体の具体例として、例えば研削加工等に使用さ
れる砥石フランジがある。該砥石フランジはフランジ本
体２と、止めねじ３と、砥石４と、スペーサー５と、留
め金６とで構成される。

【００１３】以下のようにして、該砥石フランジは軸心
１上にある図示せぬ回転主軸に取り付けられる。まず、
フランジ本体２を図示せぬ該回転主軸に挿入する。次
に、止めネジ３をフランジ本体２にねじ込むことによ
り、フランジ本体２を図示せぬ該回転主軸に固定する。

【００１４】次に、砥石４をフランジ本体２に挿入す
る。さらに、スペーサー５をフランジ本体２に挿入し、
該スペーサー５によって砥石４をフランジ本体２に平行
に押しつける。このスペーサー５によって、砥石４のフ
ランジ本体２及び図示せぬ該回転主軸に対する垂直精度
が保たれる。

【００１５】次に、留め金６をフランジ本体２に挿入す
る。この留め金６によって、砥石４は、スペーサー５を
介してフランジ本体２に固定される。このようにして、
上記回転体の図示せぬ該回転主軸への取り付けが終了す
る。

【００１６】図２は、本発明の実施の形態における自動
バランス調整機構７を含んだ回転体の一部の分解斜視図
である。自動バランス調整機構７は、例えば上述した回
転体のスペーサー５と留め金６との間に挿入される。

【００１７】自動バランス調整機構は、一つ以上の独立
した空洞部を有する部材と、該空洞部に移動可能に挿入
されたウェイトと、から構成される。具体的には、自動
バランス調整機構７は、ドーナツ状（円盤状）のプレー
ト８と該プレート８に挿入されたウェイトとなるボール
９とで構成される。プレート８の材質は、例えばチタン
合金やアルミ合金であり、例えば、円筒研削盤やフライ
ス盤等によって作成される。

【００１８】ドーナツ状のプレート８の軸心１に対して
垂直な平面１０には、空洞部となる長穴１１が設けられ
る。長穴１１は例えばプレート８の円周に沿った略楕円
形に形成される。このような長穴１１が、プレート８の
ドーナツ状の円周に沿って、例えば均等間隔で複数設け
られる。各々の長穴１１同士は独立している。この長穴
１１にウェイトとして例えば固体のボール９が挿入され
る。該ボール９の直径は、長穴１１の大きさよりも小さ
く、長穴１１の中で移動することができる。

【００１９】長穴１１にボール９が挿入された後、該プ
レート８の平面１０を該平面１０の両側に位置するスペ
ーサー５と留め金６とで挟持する。こうして、該プレー
ト８は上記回転体に保持される。スペーサー５と留め金
６とにより長穴１１の開口部はふさがれるので、ボール
９は外部に抜け落ちず、長穴１１内に保持される。

【００２０】次に、自動バランス調整機構７の動作につ
いて説明する。図３（１）は、回転体の静止状態におけ
る自動バランス調整機構７の軸心１に垂直な方向から見
た平面図である。例えば、砥石フランジ等の回転体が静
止している状態では、該回転体に挿入された自動バラン
ス調整機構７も静止している。プレート８に設けられて
いる各々の長穴１１に挿入された各ボール９は、各長穴
１１の中の最も低い位置に静止している。

【００２１】次に、該回転体を回転させる。図示せぬ回
転主軸が回転すると、該回転主軸に取り付けられた回転
体は回転する。該回転体が回転するに従って、図３
（２）の矢符１２で示す方向に自動バランス調整機構７
も回転する。このとき、各長穴１１に挿入されたボール
９には、遠心力及び重力が作用する。そして、各長穴１
１の中で各ボール９が移動し始める。

【００２２】その後、図３（２）に示すように、各ボー
ル９は、各長穴１１の中で該回転体のバランス、遠心
力、及び重力の相互作用によって決まる位置に保持され
る。その結果、該回転体の回転バランスは自動的に調整
され、該回転体の回転は安定する。

【００２３】上記実施の形態によれば、プレート８には
複数の独立した長穴１１が設けられる。したがって、各
々の独立した長穴１１に挿入されたボール９は、その独
立した各々の長穴１１の中でのみ移動する。よって、あ
る長穴１１内におけるボール９が他の長穴１１内のボー
ル９へ及ぼす影響は少ない。これにより、該回転体が回
転を始動するとき、又は回転を停止するときでも、該回
転体の回転バランスの調整をスムーズに行うことができ
る。

【００２４】また、ボール９は長穴１１の中で移動する
ことができる。したがって、該回転体が回転すると、遠
心力及び重力の作用により該回転体の回転速度や該回転
体の状態に対応してボール９は長穴１１の中で移動す
る。その結果、該回転体の回転バランスが自動的に補正
されるので、該回転体の回転バランスを容易に調整する
ことができる。

【００２５】また、ボール９を容易にプレート８に挿入
し、又は取り出すことができる。したがって、ボール９
の代わりに形状、材質、重量等の物性を変更したウェイ
トに容易に取り替えることができる。よって、回転体の
回転域が異なっても、該回転体の回転バランスを容易に
調整することができる。

【００２６】また、同様に自動バランス調整機構７も容
易に回転体に挿入し、又は取り出すことができる。した
がって、予め回転バランスを考慮した回転体の設計が不
要となり、該回転体の設計の容易化を図ることができ
る。

【００２７】また、回転体の回転バランスを容易に調整
することができるので、該調整に熟練（スキル）が不要
となる。さらには、該調整を行うための時間を短縮する
ことができるので、生産性を向上させることができる。

【００２８】尚、上記実施の形態では、回転体の例とし
て砥石フランジを用いているが、これに限られず例えば
以下の回転体の場合にも本発明を適用することができ
る。工作機械の各種フランジ、自動車のエンジン、タイ
ヤ等の回転体、モーター、ビデオ機器のドラム、家電機
器の回転体、船舶のスクリュー等、その他主軸に一体化
したもの等の場合である。

【００２９】また、ウェイトとして固体の球形をしたボ
ール９を用いているが、ウェイトは球形の固体に限られ
ない。例えば液体、ゼリー状の半流動体、気体、または
これらを組み合わせたものを用いてもよい。該ウェイト
の形状、表面粗さ、粘性、重量、質量、気圧、抵抗、真
空度等については限定されない。これらのウェイトを使
用することにより、自動バランス調整機構７の適用性
（汎用性）が拡大する。さらに、固体に比べて液体、気
体、半流動体等は、摩擦による劣化が少ないため、これ
らのウェイトを用いることで自動バランス調整機構７の
使用寿命を延ばすことができる。なお、ウェイトとして
気体、液体、半流動体を用いる場合には、プレートの空
洞部にこれらのウェイトを例えば内蔵する等して密閉す
ることにより、外部へ該ウェイトが流出することを防止
する。

【００３０】また、自動バランス調整機構７は、砥石フ
ランジのスペーサー５と留め金６との間に挿入される
が、これに限られず、回転体を構成する他の構成部材の
間に挿入しても良い。

【００３１】また、プレート８の平面１０上に長穴１１
を均等間隔で複数設けているが、均等間隔で設けなくて
も良い。また、長穴１１の数は１つでもよい。

【００３２】また、プレート８の各長穴１１にウェイト
としてボール９を１つづつ挿入しているが、１つの長穴
１１に複数個のボール９を挿入しても良い。

【００３３】また、ドーナツ状に形成されたプレート８
の平面１０上に空洞部としての長穴１１を設けている
が、プレート８の外周面に空洞部を有する凸部を設けて
も良い。

【００３４】また、空洞部となる長穴１１の断面形状は
略楕円形に限られない。例えば、プレート８の円周に沿
って１つの空洞部を設けても良い。さらに、該空洞部を
平面１０上に設ける位置も、ドーナツ状に形成された円
周上に沿って設けなくともよい。例えば、平面１０上に
放射状に空洞部を設けても良い。また、該空洞部を設け
る位置についても、軸心１方向から見て対称であるか非
対称であるかを問わない。

【００３５】また、ボール９は長穴１１の中で完全に自
由に移動することができるが、ボール９の移動を一部制
限するよう（半固定状態）にしても良い。例えば、バネ
やゴム等の弾性体を併用する。具体的には、バネの一方
をボール９に固着し、他方を長穴１１の内面に固着する
ことによって、ボール９の移動は一部制限される。

【００３６】また、本発明の実施の形態と、従来の調整
方法、例えば回転体にウェイトを固定することにより該
回転体の回転バランスを調整する方法とを併用しても良
い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、部
材は少なくとも一つ以上の独立した空洞部を有する。し
たがって、回転体の回転始動時または回転停止時でもス
ムーズに該回転体の回転バランスの調整を行うことがで
きる。

【００３８】また、ウェイトは部材の空洞部に移動可能
に挿入される。したがって、該回転体の回転バランスを
容易に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】軸心１に平行な方向から見た回転体の分解され
た側面図である。

【図２】本発明の実施の形態における自動バランス調整
機構７を含んだ回転体の一部の分解斜視図である。

【図３】回転体の静止状態、及び回転状態における自動
バランス調整機構７の軸心１に垂直な方向から見た平面
図である。

【符号の説明】

１…軸心、２…フランジ本体、３…止めネジ、４…砥
石、５…スペーサー、６…留め金、７…自動バランス調
整機構、８…プレート、９…ボール、１０…平面、１１
…長穴、１２…矢符。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心部の周りを回転する回転体の回転バ
   ランスを調整するために該軸心部と同心軸上に設けられ
   る自動バランス調整機構であって、 少なくとも一つ以上の独立した空洞部を有する部材と、 該空洞部に移動可能に挿入されたウェイトと、 を具備することを特徴とする自動バランス調整機構。