JPS5841965B2

JPS5841965B2 - 工作機械のバランス装置

Info

Publication number: JPS5841965B2
Application number: JP54085841A
Authority: JP
Inventors: 明村上; 真祐津田; 俊之木下
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1979-07-09
Publication date: 1983-09-16
Also published as: JPS5615943A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、工作機械の摺動部例えばヘッドストックやサ
ドル等にこれと同重量のバランスウェイトを反対方向に
吊下げて前記ヘッドストック等の重量を相殺してこの重
量に基因する変位・変形を防ぐ重量バランス装置の改良
に関する。

従来、工作機械において、直立するコラム上を昇降移動
するサドルにヘッドストック又はラムストック（以下こ
れらを総称してヘッドストックと呼ぶ）を水平移動可能
に備えたものは、横フライス盤、横巾ぐり盤、横巾ぐり
フライス盤又は横型型彫機等において既に周知である。

斯かる構成の工作機械においては、サドルに案内される
ヘッドストックがその長手方向すなわち水平方向に摺動
すると、支持状態が変化するためにヘッドストック自体
が変位・変形を起こす外、隣接するサドル、コラム、ベ
ッド、このベッドを支えるレベル調整ジヤツキ更には基
礎の変位・変形を生ずる虞があるのでこれ等を除くため
種々のバランス装置が案出・実施されている。

これらバランス装置は大別して次の２種類がある。

（Ｉ）サドルの重量とヘッドストックの重量の和を
上下方向にバランスさせる方式。

この方式のものは総合した重心の移動を無視した点に欠
陥がある。

（Ｉ）上記（Ｉ）方式に加えて更にヘッドストック
の水平方向の摺動によるコラム、サドルおよびヘッドス
トックの３者の共通した重心の移動が起こらないよう考
慮した方式で、この方式に属するものとしては日本国特
許第４９００４５（特公昭４１−１５３８９号）号、同
上の米国特許蔦３１６８００号が挙げられる。

この方式は方式（Ｉ）の欠陥を補う優れたもので、本発
明は更にこれを改良するものである。

該方式は、前記特許を示す第１図に示すように、ヘッド
ストックとサドルにそれぞれ独自のバランスウェイトラ
設けると共にヘッドストックの移動に伴って吊り位置を
移動させることに基本的考え方を有す。

つまり、（１）サドル１とそのバランスウェイト２とは
コラム（図示せず）上部の滑車３に掛けられたチェーン
又はロープ（以下これを総称して索条と呼ぶ）４により
互に結びつけられておりコラムに沿ってサドル１が上（
下）方へ摺動ずれば、これに見合う重量のバランスウェ
イト２が下（上）方へ移動する。

（２）ヘッドストック５とそのバランスウェイト６とは
、コラムの上部にピボットＴにより水平面内において揺
動可能に支持されたアーム８の両端の滑車９に掛けられ
た索条１０で互に夫々の重心を通る鉛直線上の点で結び
つけられている。

依ってサドル１がヘッドストック５を保持したまま上（
下）方へ摺動すれば、バランスウェイト６は下（上）方
へ移動シ、ヘッドストック５がサドル１内を摺動すれば
、アーム８はピボット７を軸として水平面内で揺動する
のでバランスウェイト６はヘッドストック５の移動方向
とは反対方向に移動する。

このときピボット７はアーム８の中央点にあり、ヘッド
ストック５の重量とバランスウェイト６の重量は互に等
しく定められている。

従ってサドル１の上下動及びヘッドストック５の水平方
向の移動は吊合い、全体の重心の移動が起こらない。

更に観点を変えて、第１図の平面図である第２図によっ
て方式（ＩＩ）のヘッドストックの移動に対する吊り位
置の変化を説明する。

故国において、ヘッドストック５はサドル１に対して最
も引込んだ状態を実線で示し、そのときの索条１０によ
る吊り位置をＧで表わす。

又、これから距離り移動して最も突出したときの状態を
二点鎖線で示し、そのときの吊り位置をＧ′で表わす。

すると、ＧからＧ′への直線移動距離はＬに等しく、吊
り位置Ｇ、Ｇ’に対するバランスウェイト６の吊り位置
を夫々ｇ９ｇ’とすればＧとｇ、Ｇ／とｇ′とはピ
ボット７の中心に対して対称または略対称の位置にある
。

尚、ヘッドストック５に支持された主軸のノーズ端１１
を基準にトラベルＬは決められる。

該構成においてコラム１２のノーズ端１１側の側壁をａ
１反対側の側壁をｂとすれば、バランスウェイト６がａ
の延長線上から左側に出ることは工作物との干渉を惹起
することからおよびバランスウェイト６をカバーで覆う
ときに、このカバーがａから左側に突出して外観上好ま
しくないということから制約がある。

反面すの延長線上から右側に出ることはいくらか許容さ
れる。

したがって、通常ピボット７の位置をコラム中央より右
寄りに設定することによりトラベルＬの増加を図ってい
る。

斯様にこの方式（Ｉ）によると欠点がないかの如く思え
る。

しかし、この方式によっても欠点を有している。

それは、ヘッドストック５のトラベルＬを大きくできな
い点で、次にこれを第３図に基づいて説明する。

説明の便宜上第３図ではヘッドストック５のトラベルを
第２図の場合の２倍の２Ｌとして描いである。

トラベルが２Ｌとなったためヘッドストック５はサドル
１との摺動・案内関係を良好に保つため第２図に比較し
て約りだけ長くする必要があり、従ってその重心Ｇは第
２図の場合よりも図上右へ移動するが、この移動量は略
Ｌ／２と見なすことができる。

第３図でもバランスウェイト６がａの延長上から左側に
出られないという制約から、ピボット７を右側へ移す必
要があり、（移動量は約Ｌ／４）Ｇが２Ｌ移動してＧ′
へ来れば、バランスウェイト６の吊位置ｇも約２Ｌ移動
してｇ′へ来る。

このときバランスウェイト６はｂの延長上から図で右側
へ大きく突出することとなり、カバーで覆うことが困難
となり、機械の外観を著しく損う外、コラム１２のｂ側
に取付けるものがあるときは不便である。

またＧからＧ′への一ヘッドストック５の移動は直線で
あるが、アーム８上の滑車９は円弧運動をするため、例
え？４Ｇの状態で索条がＧにおいてヘッドストック５を
鉛直に吊上げていたとしても、Ｇ′に於ては図に示すよ
うに水平面内でεの誤差を生じ、己れは対応する第２図
の場合よりも著しく大きく、ヘッドストックの円滑な摺
動を妨げるばかりか運動の精密度にも・悪影響を及ぼす
虞れがある。

本発明は、ヘッドストックのトラベルを従来（特許第４
９００４５号）のバランス装置よりも大きくすることが
可能なバランス装置を提供しようとするもので、具体的
には従来のバランス装置では主軸径約１６０鼎を起える
横巾ぐり盤においては１８００ｍｍ程度が限界と考えら
れていたヘッドストックのトラベルを２４００ｍｍ程度
にまで延長させることを目的とする。

斯かる目的を達成する本発明の構成は、ヘッドストック
とバランスウェイトとを繋ぐ索条をコラム上にピボット
を介して水平面内において揺動するように取付けら・れ
たアームに支持させ、ヘッドストック移動時に前記ピボ
ットを中心に前記アームを揺動させて懸垂位置をヘッド
ストックの動きに追従させるバランス装置において、前
記ピボットからヘッドストックまでのアームの長さＡと
ピボットからバラン、スウェイトまでのアームの長さＢ
との比をＡ／Ｂ＞１とし、更に前記バランスウェイトの
重量Ｗｗ、をヘッドストックの重量ＷＨに対してＷｒ＝
ＸＷＨの関係としてアームのモーメントを釣合わすと
共に前記バランスウェイトの移動量Ｌｗをヘッドストッ
クの移動量ＬＨに対してＬｄ×ＬＨの関係として重量を
釣合わすようにしたことを特徴とし、また、ヘッドスト
ックとバランスウェイトとを繋ぐ索条をコラム上にピボ
ットを介して水平面内□において揺動するように取付け
られたアームに支持させ、ヘッドストック移動時に前記
ピボットを中心に前記アームを揺動させて懸垂位置をヘ
ッドストックの動きに追従させるバランス装置において
、前記ピボットからヘッドストックまでのアームの長さ
Ａとピボットからバランスウェイトまでのアームの長さ
Ｂとの比をＡ／Ｂ＞１とすると共に前記バランスウェイ
トより外側のアーム上に前記ピボットから重心までの距
離がＣとされた補助ウェイトを載置し、更に前記バラン
スウェイトの重量Ｗｗと前記ヘッドストックの重量ｗＨ
とを同一とし且つ前記補助ウェイトの重量Ｗｗをこれら
重量に対しＷｖｔ芭ｋＷ過憧の関係としてアームのモー
メントおよび重量を釣合わすようにしたことを特徴とす
る。

以下本発明の構成を図面に基づいて説明する。

第４図はバランス装置の概略を示す説明図で、サドルの
図示を省略する。

故国に示すように、バランスウェイト６はその上部に取
付けられた動滑車１３を介して定滑車゛９′からアーム
８側の索条取付金具１４に繋がれる索条１０に掛けられ
てヘッドストック５と繋がれる。

而して、バランスウェイト６の昇降移動量ＬＷはヘッド
ストック５のそれＬＨに対して１／２と成る。

これにより、上下方向にヘッドストック５よりも長いバ
ランスウェイト６の採用を可能とする。

尚、索条１０の掛は方を第５図に示すようにしても同一
の作用・効果が得られることは言うまでもない。

また、コラム１２の上部に設けられたピボット７の揺動
中心からヘッドストック５の懸吊線までのアーム長さＡ
とバランスウェイト６に設けられた動滑車１３の回転軸
を通る鉛直線までの距離Ｂとの関係をＢ＝Ａ／２
・・・・・・（１）とする。

かつまた、ヘッドストック５の重量ｗＨとバランスウェ
イト６の重量Ｗｗとの関係をｗｗ＝２ＷＨ−−−
−・−（２）と成しモーメントのバランスをとる。

斯様に構成したとき、ヘッドストック５のトラベルＬを
従来のものに比べて大きくさせることが可能となる。

つまり、ヘッドストック５側の滑車９の揺動軌跡が曲塊
半径の大きな円弧となるため同じ回転角度でも（換言す
れば、同じ弦の長さ）弧の高さく深さ）は小さくなる。

反面、バランスウェイト６側は曲率半径が小さくなるた
め同じ回転角度でも円弧が小さく成り移動範囲が狭ばま
る。

依って、トラベルを２Ｌ（２倍）としても第２図で示す
状態つまりＩＬの状態に近くなる。

これは比較し易いように第３図と同じスケールで描かれ
た第４図の平面図である第６図からも明らかである。

故国において、ヘッドストック５の水平方向トラベルを
第３図と同じ＜２Ｌにとってバランスウェイト６のコラ
ム１２のａ側面に対する関係を第３図の場合と同じに保
つとき、ｂ側面からのバランスウェイト６の突出は小さ
く抑えられ、第２図の場合と略同じ程度にすることがで
きる。

また図のεも第３図の場合よりも小さくなり、第２図の
場合と略同じとすることができる。

更にアーム８の分割比Ａ／Ｂを１：１の場合と２＝１の
場合とで比較した第７図ａおよびｂで説明する。

図上、ヘッドストック５の重心（吊位置）Ｇがトラヘル
ム移動してＧ′へ来たとすると、ＧからＧ′への移動ば
直線上で行なわれるが、アーム８のヘッドストック側の
懸吊端は円弧運動となる。

便宜上Ｇｅ／の垂直二等分線上にピボット７の中心があ
るものとすると、直線運動と円弧運動の距離の最大差す
なわち弧の高さく深さ）ｈは前記垂直二等分線上のＧ″
点で生ずる。

いまアーム８の長さをＤとすると、ｔ／、ｈち最大差りはアーム８の分割比１：１の場合に
比較して、分割比２：１の場合は２／３とすることがで
きる。

直線運動と円弧運動とに差があることは、ヘッドストッ
ク５の水平移動に於て、その移動方向に垂直な面内でヘ
ッドストック５を揺動させようとするモーメントの発生
を意味し、極力小さく抑えることがヘッドストック５の
運動精度を良好に保つためにも重要である。

したがって、分割比２：１とする事はこの点でも有利で
ある。

さらに、バランスウェイト６の移動範囲に制約があると
きはピボット７を右寄りに移すため、ヘッドストック５
のストローク端に相当するＧ′に於てさらにさなる誤差
がある。

これも前記りと略同様の作用をヘッドストック５に及ぼ
すので、第３図と第６図とを比較すれば、分割比２：１
の場合が分割比１：１の場合よりも有利なことが判る。

ここでは便宜上人二Ｂを２＝１で説明したが一般に百〉
１ならば１：１より有利なことは明らかである。

次に本発明を具体化した第８図の一実施例に基づいて詳
細に説明する。

尚、該実施例は分割比Ａ／Ｂを２＝１にした場合である
。

サドル１はコラム１２により支承される４個の滑車３を
介して２本の索条４によりバランスウェイト２と結びつ
けられている。

主軸１１を支持するヘッドストック５はサドル１により
案内されて水平（長手）方向に摺動する。

アーム８はコラム１２の上部に於てピボット７により水
平面内に揺動可能なよう支承されていて、その両端には
夫々滑車９，９′が回転可能なように取付けられている
。

ヘッドストック５の２倍の重量を有するバランスウェイ
ト６はその上部に動滑車１３が取付けられており、該動
滑車１３を介してアーム８（υ端の索条吊金具１４に一
端が取付けられる索条１０に掛けられる。

他方ヘッドストック５側はその上面の中央部の吊位置移
動装置１６に摺動可能なように組込まれている索条吊金
具１５に索条１０の他端が繋がれている。

これにより、ヘッドストック５とバランスウェイト６と
は索条１０を介して互いに引合うように繋がれる。

このときのアーム８の長さはピボット７の中心から滑車
９の外周から垂れ下る索条１０までの距離Ａとピボット
７の中心から滑車９′の中心までの距離Ｂとが２：１の
比になるように定められる。

（厳密に２＝１でなくとも実用上差支えない）。

したがって、ヘッドストック５とバランスウェイト６と
に生じるモーメントは逆方向に等しく釣り合う。

吊位置移動装置１６（こはラック１７がヘッドストック
５の水平移動方向に平行になるよう固定され、これにピ
ニオン１８が噛合っている。

ピニオン１８と同軸の歯車１９は歯車２０および２１を
介して歯車２２に回転を伝える。

歯車１９，２０゜２１および２２はいずれもサドル１に
より回転可能に支承されている。

この歯車２２の回転は更にサドル１を貫通するように配
置されたスプラインシャフト２３を介してフォードラン
ト２６に噛合うピニオン２５に伝達される。

尚、スプラインシャフト２３はコラム１２のブラケット
２４を介して回転可能に支えられている。

前記フォードラント２７は、ピニオン２５の回転によっ
てアーム８をピボット７まわりに揺動させるもので、そ
の中心軸がピボット７の中心軸と一致するようにアーム
８に固定されている。

バランスウェイト６側にもこのフォードラントとピニオ
ンの組合せが採用されている。

上方にはアームｅに固定されるフォードラント２７が、
下方にはコラム１２ないしそのベース部分に固定される
フォードラント２８が夫々ピボット７を中心に設けられ
ている。

そして、それぞれに噛合するピニオン３１，３２がバラ
ンスウェイト６内を貫通する二本のガイドシャフト３０
によって連結され、連動するように設けられている。

前記ガイドシャフト３０はアーム８に固着されたフラン
ジ２９とサポート３３とによって回転可能に保持されて
いる。

サポート３３は前記フォードラント２８に穿溝されたフ
ォードラントと同芯状の溝に嵌合する二個のカムフォロ
アー３４を回転可能に具えており、このカムフォロアー
３４によって当該サポート３３はフォードランド２８に
沿って摺動できるためピニオン３２とフォードラント２
８の噛合は確保される。

したがって、ヘッドストック５がサドル１に案内されて
水平方向に移動すると、この直線運動はラック１７とピ
ニオン１８とによって回転運動に変換され、この回転が
歯車１９，２０，２１及び２２を介してスプラインシャ
フト２３に伝えられ、さらに歯車２５とフォードラント
２６との噛合によってアーム８を揺動させる。

このアーム８の揺動によりその一端に設けられた滑車９
から垂れ下る索条１０の動きはヘッドストック５の移動
に追従する。

同時に、アーム８の揺動はバランスウェイト６側におい
てフォードラント２７からピニオン３１の回転に変換さ
れ、ガイドシャフト３０を介してピニオン３２をフォー
ドラント２８上に転動させる。

これ（こより、ガイドシャ゛ノド３０（２本）が鉛直を
保ちながらアーム８の揺動に追従するのでヘッドストッ
ク５の水平移動とは常に逆方向なバランスウェイト６の
移動をアーム８の揺動に追従させかつバランスウェイト
６の上下移動を円滑ならしめている。

以上説明した構造によりヘッドストック５はそれ自身の
水平移動及びサドル１に抱かれての上下移動いずれの場
合もその重心点を索条１０により吊上げられてバランス
ウェイト６と吊合わされると共に、水平移動によっても
全体の重心に変化が起こらず、ヘッドストック５の長大
な水平移動を許容しながらバランスウェイト６の水平移
動をコンパクトな空間に収めることができる。

前記吊位置移動装置１６は、索条金具１５をヘッドスト
ック５の両端を支持するビーム（本体）上で移動させる
ことにより、主軸１１にアタッチメント３５が取付けら
れたときに起こる共通重心Ｇの移動を調整するのに使用
される。

該装置は第１０図および第１１図の如く構成されている
。

吊位置移動装置のビーム（本体）１６はヘッドストック
５の上面に設けられた二個のブラケット３６にピン３７
で結合されている。

いわゆる滑節継手で、これによりビーム１６が更に索条
１０によって吊上げられるときのビーム１６の撓み或い
は湾曲がヘッドストック５へ影響しないよう（こするこ
とができる。

しかし、第１５図に示すようにビーム１６をその両端に
おいてヘッドストック５にボルト締め或いは溶接などで
ピン継手に近似する効果を与える方法により接続するこ
とも実用上者えられよう。

ビーム１６の長手方向に形成された上下方向貫通の溝に
は；ヘッドストック５の索条１０の一端に繋がれる索条
金具１５の軸部１５′が収容されている。

該軸１５′には上下にラジアル荷重を受ける軸受３Ｂ、
３９及びスラスト荷重を受ける軸受４０が設けられてい
る。

そして、下端には下部支持金具４２を介してナツト４１
がねじ止めされている。

軸受３９の外輪が嵌入され、かつ軸受４０の一端面に接
する前記下部支持金具４２には４個の大型カムフォロア
ー４３と４個の小型カムフォロアー４４とが取付けられ
ている。

カムフォロアー４３のローラはビーム１６の下面に接し
て荷重を受け、カムフォロアー４４のローラはビーム１
６の下面に設けられた溝の両側面に夫々２個づつ接して
ふらつきを防いでいる。

軸受３Ｂと３９の夫々の外輪の間には上部支持金具４５
及びカラー４６が設けられている。

上部支持金具４５には４個の小型カムフォロアー４６が
取付けられており、このカムフォロアー４６のローラが
ビーム１６の上面に設けられた溝の両側面に夫々２個づ
つ接することによりふらつきを防いでいる。

又、上部支持金具４５にはビーム１６に埋めこまれたキ
ー４８に案内されるラック１７がボルト４７で固定され
ている。

ラック１７は第８図に示すピニオン１８と噛合う。

ビーム１６には油圧シリンダー４９が固定され、そのピ
ストンロッド５０が前記上部支持金具４５にピン結合さ
れている。

この油圧シリンダ４９の作動によって索条金具１５を移
動させる。

金具１５は小型カムフォロアー４４及び４６並びに大型
カムフォロアー４３の転勤により容易に案内されて移動
する。

その移動量と移動方向とは油圧シリンダ４９で制御され
る。

該索条金具１５の移動は索条１０の移動を誘起すると共
にラック１７も移動させるので、ヘッドストック５が移
動しなくてもアーム８を揺動させ並びにバランスウェイ
ト６を移動させる。

尚、油圧シリンダ４９の代りに空気圧シリンダあるいは
電動モータなどの他の駆動源を採用することもある。

回転駆動源の場合には、回転を往復動に変換する駆動系
を要す。

斯くしてヘッドストック５はアタッチメントの取付けの
場合も吊上げの位置を変えて水平を保つことができる。

つまり、第９図ａに示すように、ヘッドストック５を断
面一様な平等梁と仮定し、サドルとの干渉なしに重心Ｇ
の直上で索条１０により自由に吊られているとすれば、
ヘッドストック５は自重Ｗにより湾曲しながらも全体と
しては水平を保っているが、ｂに示すように重量Ｗなる
アタッチメント３５がヘッドストック５の一端に取付け
られた場合には明らかにヘッドストック５は水平を保つ
ことができない。

ここで、Ｃに示すように吊位置をアタッチメント３５の
側にδだけ移動させてヘッドストック５とアタッチメン
ト３５との共通重心Ｇの直上を吊るようにすれば、ａと
同様にヘッドストック５は水平に復元するが、全体に撓
んでいるためアタッチメント３５は傾くことになる。

しかし、ｄに示すようにヘッドストック５の両端から夫
々約２／９１の２点をビーム１６にピン継手で接続し、
ビーム１６の中央を吊れば、全体の一方向への撓みを解
消しつつ水平を保らうる。

すなわち、材料力学で長さｌなる平等梁におけるＢＥＳ
ＳＥＬＰＯＩＮＴと呼ばれる支持点は梁の両端か
ら夫々時２／９１の附近にあり、この２点を自由支持す
るとき平等梁の撓みは最小となる。

また同様にＡＩＲＹＰＯＩＮＴと呼ばれる支持点も梁
の両端から夫々時２／９１の附近にあり、この２点を自
由支持するとき梁の両端面は互に平行でかつ支持方向に
も平行となる。

実際のヘッドストック５におけるＢＥＳＳＥＬＰＯＩ
ＮＴ或いはＡＩＲＹＰＯＩＮＴの位置は平等梁の
場合と異るとしても、略２／９１の２点で吊ることは、
撓み或いは端面の傾きを小さく押える効果が極めて犬で
ある。

従ってｄはａの場合よりもヘッドストックの運動の精度
が得やすく、運動も滑らかとなる。

勿論、ヘッドストック５の両端を吊るのであれば、２／
９１の所でなくとも、例えば吊位置移動に必要とされる
トラベルを許す範囲でピン継手の位置を決めたとしても
なお吊位置移動装置の本体がヘッドストック本体と一体
または吊位置移動装置の本体がヘッドストック本体に全
体として固定されている場合よりもヘッドストックの運
動精度を良好に保つ効果がある。

更にｅに示すようにビーム１６における索条１０の吊上
げ位置をアタッチメント３５の方向にδだけずらし、共
通重心百の直上に（ビーム１６の重量は無視）持って来
た場合にはＣの場合に比較してヘッドストック５の撓み
は小さくかつアタッチメント３５を取付ける面の傾きも
小さくできることが容易に理解できよう。

したがって、吊位置を自由に変化しうる本装置によれば
、ヘッドストック５の撓みを小さくできること（こより
ヘッドストック５の運動精度が向上すると共にアタッチ
メント取付面の傾きを小さくできることと相まって繰出
される主軸１１例えばポーリング主軸の振り廻し精度お
よび運動精度を向上させうる。

また、当然ながらアタッチメントに関係した諸精度を良
好に保つことができる。

尚、この装置は分割比１：１の場合にも使える。

第１２図に分割比Ａ／Ｂ＝３：１の実施例を示す。

この場合、バランスウェイト６の重量ＷＷをヘッドスト
ック５のそれＷＨの３倍にしなければならないためバラ
ンスウェイト６の昇降移動量ＬＷをＬＨの１／３にして
移動の確保を図ることが必要である。

そこで、アーム８側に定滑車５１を追加し、これを介し
て索条１０をバランスウェイト６側の索条取付金具５２
に結びつける。

斯様にバランスウェイト６の重量をヘッドストック５の
重量の３倍にしかつアーム８の分割比を３＝１にすれば
、ヘッドストック５はアーム８の分割比２：１の場合よ
りもさらに長大なトラベルを良好な運動精度を保ちつつ
得ることができる。

第１３図に分割比を任意に選択しうる実施例を示す。

この場合、アーム８の端に補助ウェイト５３を載せ、そ
れのピボツ）７寄りに定滑車９′を設ける。

ピボット７の回転中心から補助ウェイト５３の重心まで
のアーム長さを０１同じくピボット７の回転中心からヘ
ッドストック５までのアーム長さをＡ１同バランスウェ
イト６までのアーム長さをＢとし、更にヘッドストック
５、バランスウェイト６および補助ウェイト５３の各々
の重量をｗＨ，ｗｗおよびＷｗとする。

尚、アーム８の重量は便宜上無視する。

ここで、ｗＨ＝ｖ−とすると（若干の違いは実用上許さ
れるが、ここでは等しいと仮定する）、Ａ＝Ｂ＋ＣＰ、”、Ａ：Ｂ＝Ｘ：１但しＸ＞１したがっ
て、補助ウェイト５３の重量Ｗｗを任意に変えることに
より分割比が変化する。

ここで、補助ウェイト５３のモーメントとバランスウェ
イト６のモーメントの和が補助ウェイト５３を設けない
場合のバランスウェイト６のモーメントに相１当する。

つまり、Ｗｗ−百ＸＷＨ＝Ｈ（ＡＸＷＨＣＷｗ）である
。

第１４図にこの具体例を示す。故国において、バランス
ウェイト６はヘッドストック５と重量は等しいか略等し
くしである。

そして、バランスウェイト６に索条金具５４を設け、該
金具５４に滑車９′から垂下する索条１０を結びつける
。

また、アーム８はピボット７からみて滑車９′側にフラ
ンジ２９を延長しこの上に補助ウェイト５３が載せであ
る。

斯様に本発明は、ピボットからヘッドストックまでのア
ーム長さＡとピボットからバランスウェイトまでのアー
ム長さＢとの比をＡ／Ｂ＞ｔとすると共にバランスウェ
イトの重量Ｗｗとヘッドストックの重量ｗＨとの関係を
Ｗｗ−会ｘＷＨとしてモーメントの釣り合いをとると共
にバランスウェイトの移動量Ｌｗをヘッドストックの移
動量ＬＨに対してＬｗ一旦×ＬＨの関係として重量の釣
り合いをとるか、あるいはピボットからヘッドストック
までのアームの長さＡとピボットからバランスウェイト
までのアームの長さＢとの比をＡ／Ｂ＞１とすると共に
バランスウェイトより外側のアーム上にピボットから重
心までの距離がＣとされた補助ウェイトを載せ、更にバ
ランスウェイトの重量ＷＷとヘッドストックの重量ｗＨ
とを同一とし且つこれら重量Ｗｗ、ｗＨに対し補助ウェ
イトの重量ＷｗをＡ″′Ｈ−０”の関係としてモーメン
トおよびＷｗ＝−一□−一重量の釣り合いをとったので、上下、左右および前後方
向の運動精度を高度に保ちつつヘッドストックのトラベ
ルを長大化させうる。

つまり、ヘッドストック側の滑車の揺動軌跡である円弧
の曲率半径が大きくなるので同じ回転角度であれば、す
なわち同トラベルであれば、ヘッドストック吊上点の直
線運動とアームの円弧運動との差りを小さくすることが
できる。

すなわち誤差εを小さくできる。

依って、ヘッドストックの移動方向に垂直な面内でヘッ
ドストックを揺動させようとする有害なモーメントを小
さくできるのでヘッドストックの運動精度を良好に保ら
うる。

このことは、従来のバランス装置よりも精度を低下させ
ずにヘッドストックのトラベルを大きく延長させうろこ
とを意味する。

他方バランスウェイト側の曲率半径は小さくなるので同
じ回転角度でも移動範囲すなわち円弧は小さく抑えるこ
とができる。

したがって、バランスウェイトのカバーをコンパクト（
こ保つことができ、機械の外観をよくすることができる
０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のバランス装置の概略を斜めから示す説明
図、第２図はその拡大平面図、第３図は第２図において
ヘッドストックのトラベルを２倍にした図である。第４図は本発明のバランス装置を分割比Ａ／Ｂを２で実
施した場合の概略を右側面から示す説明図、第５図は索
条の取材力の他の実施例を示す説明図、第６図は第３図
に対応させた第４図の拡大平面図、第７図はアームの動
きを示す説明図でａは従来のバランス装置、ｂは本発明
の一実施例装置、第８図は本発明に係るバランス装置を
具体化した一実施例を示す斜視図である。第９図ａ”ｅは吊位置移動に伴うヘッドストックの変位
・変形を示す説明図、第１０図は吊位置移動装置の一実
施例を示す正面図、第１１図はそのＸ−Ｘ矢視断面図で
ある！第１２図は分割比Δ／Ｂを３とした実施例の概略
を示す説明図である。第１３図は分割比を任意に変化させうる実施例を示す説
明図、第１４図はその具体的実施例を示す斜視図、第１
５図は吊位置移動装置をボルト継手によってヘッドスト
ックと連結した状態を示す説明図である。図面中、１はサドル、５はヘッドストック、６はバラン
スウェイト、７はピボット、８はアーム、９．９′は滑
車、１０は索条、１２はコラムである。

Claims

【特許請求の範囲】１ヘッドストックとバランスウェイトとを繋ぐ索条を
コラム上にピボットを介して水平面内において揺動する
ように取付けられたアームに支持させ、ヘッドストック
移動時に前記ピボットを中心（こ前記アームを揺動させ
て懸垂位置をヘッドストックの動きに追従させるバラン
ス装置において、前記ピボットの長さＡとピボットから
バランスウェイトまでのアームの長さＢとの比をＡ／Ｂ
＞１とし、更に前記バランスウェイトの重量Ｗｗをヘッ
ドストックの重量ｗＨに対してＷｗ−４ｘＷＨの関係と
してアームのモーメントを釣合わすと共に前記バランス
ウェイトの移動量ＬＷをヘッドストツりの移動量ＬＨに
対してＬｗ＝ｉＸＬＨの関係として重量を釣合わすよう
にしたことを特徴とする工作機械のバランス装置。２ヘッドストックとバランスウェイトとを繋ぐ索条を
コラム上にピボットを介して水平面内において揺動する
ように取付けられたアームに支持させ、ヘッドストック
移動時に前記ピボットを中心に前記アームを揺動させて
懸垂位置をヘッドストックの動きに追従させるバランス
装置において、前記ピボットからヘッドストックまでの
アームの長さＡとピボットからバランスウェイトまでの
アームの長さＢとの比をＡ／Ｂ＞１とすると共に前記バ
ランスウェイトより外側のアーム上に前記ピボットから
重心までの距離がＣとされた補助ウェイトを載置し、更
に前記バランスウェイトの重量Ｗｗと前記ヘッドストッ
クの重量ｗＨとを同一とし且つ前記補助ウェイトの重量
Ｗいをこれら重量に対ＡＷＨＣＷｗの関係としてアーム
のモーフ１獅ｖ’＝−百一ントおよび重量を釣合わすようにしたことを特徴とする
工作機械のバランス装置。