JPS62130173A - 動的バランサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 −の この発明は研削砥石等のごとき高速回転体（以下、回転
体の代表例として研削砥石を説明する）の動的バランサ
に関する。

１１匹１１ 研削作業の高精密化に伴い、研削砥石のバランスをいか
に精密にかつ能率良く修正するかという問題が次第に重
要になりつつある。

本発明者は従来の静的バランス装置を改良して新しいバ
ランス台及び７ランジ部のバランスウェイト移ｅｈｍ構
（特開昭５８−１９２７４８号）について提案した。

しかし、静的バランス方式によるものは、バランシング
バーの精度、バランス台の測定感度及び研削盤の主軸の
回転精度等の因子が相互に影響するため、回転周期の振
動をゼロにすることは困難な作業である。熟練者の勘に
頼らざるをえない。

近年においては脆性材料の研削加工が増加する背景もあ
り、バランスによる影響を最小限にくい止めるために動
的なバランス方式でいかに精密にバランスを修正するか
といった課題を解決することが急がれている。

そこで、本発明者は、研削盤に適用できる動的バランサ
を提案した。すなわち、特開昭５９−１５５６４２＠公
報に開示されているように、研削砥石に２つのバランス
ウェイトをそれぞれ異なる半径方向に移動可能に設け、
ステッピングモータによりリードスクリュウを介して前
記バランスウェイトを移動させる構成にしたことを特徴
とする研削砥石の動的バランサを提案したのである。

その動的バランサにあっては、研削砥石にバランスウェ
イト、リードスクリュウ、ステッピングモータを設け、
研削砥石の回転中において外部からの電気信号により微
細なアンバランス（例えば２．４ｇｆｌｌｌ＞の修正を
可能とした。

が　′しようとする　　。

従来の提案技術によっても動的バランスを得る点につい
ては十分な効果を奏するのであるが、回転体に付加する
部材の寸法が大型化しがちであり、スペースの点とウェ
イトの点で問題があった。

１１へ１１ 本発明は前述のような問題点を解決して小型化をはかり
やすい動的バランサを提供することを目的としている。

立」しユＪＬＬ このような目的を達成するために、本発明は高速回転体
の回転中心付近に２つのバランスウェイトを直交する方
向に移動できるように設け、これらのバランスウェイト
をそれぞれ別のリードスクリューに接続し、これらのリ
ードスクリューをそれぞれ別のステッピングモータによ
り作動して前述のバランスウェイトを移動させるように
した動的バランサにおいて、前述のステッピングモータ
の各々が、前記リードスクリューに固定された１対の逆
向きのラチェットと、これらのラチェットにそれぞれ係
合する一対の爪と、これらの爪を固定した首撮りベース
と、この首振りベースを取りつけた旋回ベースと、この
旋回ベースの両側に離して設けた１対の対向するソレノ
イドを有し、首振りベースが旋回ベースに首振り可能に
取りつけられているとともに、その旋回ベースが前述の
１対のソレノイドの間で旋回可能になっていることを特
徴とする動的バランサを要旨としている。

支ＵＬ 本発明による動的バランサの好適な態様にあっては、研
削砥石が回転中、アンバランス（モーメント及び方向）
を測定して、そのアンバランスを修正するために２つの
バランスウェイトを直交する方向に移動させる。アンバ
ランスの測定は研削盤の振動変位を測定することから求
めることができる。

アンバランスの修正原理は、第１図に示すとおりである
。研削砥石１の回転中心付近に２つのバランスウェイト
１１．１２を移動可能に設け、バランスウェイト１１．
１２の移動はリードスクリュウ１３．１４に接続された
ステッピングモータ１５．１６ｔオ肱により行う。ステ
ッピングモータ１５．１６への電気信号の入力は外部よ
りブラシ１７とスリップリング１８で行う。図中、１９
はタイミング用光電管、７はシンクロスコープ、８は振
動計、９はタイミング用の鏡、５は加速度ピックアップ
、６はスイッチである。

動的バランサの具体的構造について第２図ないし第４図
を参照して説明する。

第２図はバランスウェイトの関連機構の内部構造を示し
ている。砥石１をスリーブ２に装着してそのスリーブ２
の一端にあるフランジ１０に接触させ、ついで他方のフ
ランジとして機能する修正ケース３をスリーブ２に装着
し、最後に締付ナツト４をネジ化めする。

これにより、砥石１をフランジ１０と修正ケース３との
間で締めつける。このようにスリーブ２に砥石１を固定
した状態で通例のようにスリーブ１を研削装置（図示せ
ず）の回転部に装着する。

バランスウェイト移動機構は、矩形の目通孔を有する盤
状の２つのバランスウェイト１１．１２、リードスクリ
ュウ１３．１４及びステッピングモータ１５．１６、ス
リップリング１８などにより構成されている。各バラン
スウェイト１１．１２は修正ケース３の中心部にバラン
スウェイト１１．１２の貫通孔の形状に対応した六角形
状の面のうち直交する２対の摺動面１０ａ、１０ｂに接
触させて配置し、それらの摺動面１０ａ、１０ｂに沿っ
て各バランスウェイト１１．１２を互いに９０°離れた
半径方向に移動させる。

駆動源である２つのステッピングモータ１５．１６（一
方のみを代表的に説明する）は、それぞれが、第３〜４
図に示しであるように、対になったソレノイド２０，２
１．爪２２゜２３、ラチェット２４．２５、バネ２６１
首振りベース２７および旋回ベース２８等で構成されて
いる。２つのラチェット２４．２５はリードスクリュウ
１４を正転又は逆転できるように互いに逆向きにリード
スクリュー１４に固定されている。１対の爪２２．２３
は互いに逆向きに首撮りベース２７に固定されていて、
バネ２６の弾性力を受けてラチェット２４．２５にそれ
ぞれ係合できるようになっている。首振りベース２７は
ビン２つにより旋回ベース２８に首振り可能に取りつけ
られている。旋回ベース２８は１対の対向するソレノイ
ド２０．２１の間で軸３０を中心として旋回可能となっ
ている。１対のソレノイド２０．２１の一方に電圧をか
けることにより、旋回ベース２８の鉄製の両アーム３１
゜３２のいずれか一方がソレノイド２０．２１の一方に
引きつけら、それに伴って旋回ベース２８と首撮りベー
ス２７が一緒に旋回し、爪２２．２３はリードスクリュ
ウ１４に固定されたラチェット２４．２５を回転させる
。

その際、首振りベース２７はバネ２６の力に抗して少し
下向きに首撮り運動をする。

リードスクリュー１４はナツトとして作用する移動部材
３３のメネジ部と係合しており、ラチェット２４．２５
の回転に応じて移動部材３３を直線的に移動させる。そ
れにより、その移動部材３３のビン３３ａに連結されて
いるバランスウェイトも同じ方向に移動させる。

このような作動原理の詳細は第５図に示すとおりである
。第５図（イ）〜（ハ）はリードスクリューの正転の様
子を示し、同図（ニ）〜（へ）はその逆転の様子をあら
れしている。

電圧をかけない時は、爪２２．２３のついた首振りベー
ス２７と旋回ベース２８は左右のバネ３４．３５の保持
力で中立に保たれ、爪２２．２３はバネ２６の押圧力で
ラチェット２４．２５に係合しており、その結果、ラチ
ェット２４．２５の回転はロックされている。

いずれか一方のソレノイド２０又は２１に電圧をかける
と、一方の爪２２又は２３が一方のラチェット２４又は
２５を回転させる。そのとき、他方の爪２２又は２３は
それに対応するラチェットから離れる。電圧を切ると、
元の中立の位置にバネ３４．３５の力で戻り、セルフロ
ックされる。連続的にパルス状電圧を入力すると、ステ
ップ的に所定方向にり−ドスクリュウ１４は回転する。

この方式カ七−タ１５．１６は駆動時にのみパルス状電
圧を入力するだけで済み、ソレノイド２０．２１に相当
大きな電圧をかける口とができるので、強力なトルクを
得ることが可能である。

ソレノイド２０．２１への入力は第６図に示すようにブ
ラシ１７とスリップリング１８により電気的に接続して
行い、スイッチ３６でＯＮ、ＯＦＦを行う方式をとるこ
とができる。

図示例においては、アンバランスの最大修正モーメント
は、バランスウェイト１１．１２のＩＩＩを２００ｇｆ
にし、バランスウェイト１１．１２が中心に位置した時
からの最大移動距離を５ＩＩＩｍと設定することにより
１０００Ｑｆとしている。最小修正モーメントは、ラチ
ェット２４．２５を８０分割し、リードスクリュウ１３
．１４のピッチを１ｍｌにすることにより２　、４　ａ
ｆｍｍ／　１パルスとする。また、リードスクリュウ１
３．１４の回転トルクは、砥石１の全体が高速回転中バ
ランスウェイト１１．１２の遠心力に対し十分リードス
クリュウ１３．１４が回転できるように約５０ｋｇｆ＋
ｅｍ　　（入力電圧と２４Ｖ時）とする。

立」しユｊ已り この発明による動的バランサはアンバランスの修正能力
及び作業能率の面で実用的に非常に優れている。しかも
、アンバランスの修正は完全に電気的に自動化できる。

さらに、旋回ベース２８と首振りベース２７を巧みに組
み合わせて、首振りベース２７の爪２２．２３でラチェ
ット２４．２５を回転させるので、ステッピングモータ
の設置スペースを大幅に減少させることができる。

なお、前述の実施例では研削砥石を例にとって説明した
が、本発明はこれに限らず他の種々の回転体にも適用で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動的バランサの概略説明図、第２
図は本発明の動的バランサの内部構造を示す図、第３図
は本発明で使用するステッピングモータの関連機構の一
例を示す斜視図、第４図は第３図のステッピングモータ
の関連機構の分解図、第５図（イ）〜（へ）は第３図に
示したステッピングモータの動作説明図、第６図は本発
明の動的バランサに採用した電気回路の一例を示す図で
ある。 １０・・・フランジ、１１．１２・・・バランスウェイ
ト、１３．１４・・・リードスクリュウ、１５．１６・
・・ステッピングモータ、１７・・・ブラシ、１８・・
・スリップリング、２０．２１・・・ソレノイド、２２
．２３・・・爪、２４．２５・・・ラチェット ￥５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高速回転体の回転中心付近に２つのバラン スウェイトを直交する方向に移動できるように設け、こ
   れらのバランスウェイトをそれぞれ別のリードスクリュ
   ーに接続し、これらのリードスクリューをそれぞれ別の
   ステッピングモータにより作動して前述のバランスウェ
   イトを移動させるようにした動的バランサにおいて、前
   述のステッピングモータの各々が、前記リードスクリュ
   ーに固定された１対の逆向きのラチエットと、これらの
   ラチエットにそれぞれ係合する一対の爪と、これらの爪
   を固定した首振りベースと、この首振りベースを取りつ
   けた旋回ベースと、この旋回ベースの両側に離して設け
   た１対の対向するソレノイドを有し、首振りベースが旋
   回ベースに首振り可能に取りつけられているとともに、
   その旋回ベースが前述の１対のソレノイドの間で旋回可
   能になっていることを特徴とする動的バランサ。