JPS624567A - 回転装置における回転バランス調節機構 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は研削盤等の回転装置の回転バランス調節機構
に関するものである。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）例え
ば、研削盤においてその回転砥石の回転バランスを調節
するための機構としては、回転砥石を支持する砥石７ラ
ンジの前面に回転軸線を中心とした円周上を移動可能で
かつ所要の位置でねじ止めできるバランスピースを設け
た構成が一般的である。従って、アンバランスを修正す
るためには、バランスピースを手動により移動させる必
要があるため、正確なバランス取りが極めて難しいもの
であった。

兎ｅ月の構成 （問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために、この発明においては回
転軸と、その回転軸に取ｆ」けられ、回転軸と一体回転
する回転体とよりなる回転装置において、前記回転軸又
は回転体上に取付けられ、回転中心を中心とした周方向
又は半径方向へ移動できるようにしたバランス調節片と
、そのバランス調節片を移動さゼリための駆動手段と、
アンバランス量に応じて前記駆ｌｌｌ装置の駆動量を制
御するａ制御手段とにより構成するという手段を採用し
ている。

（作用） 従って、アンバランス量に応じて駆動手段が作動され、
バランス調節片がバランス取りの位置に迅速に移動され
て回転アンバランスが修正される。

（実施例） 以下、この発明を研削盤の回転バランス調ｍｓ構に具体
化した第一実施例を図面に従って説明する。

さて、この実施例の研削盤においては、第１１ｉ！１１
に示ケように機台１上に加工物支持台２が前後方向及び
左右方向へ移動可能に装置され、その上面に被加工物Ｗ
を支持できるようになっている。機台１の一側上面には
コラム３が立設され、その内部にはねじ棒４が設けられ
ている。コラム３には昇降体５が上下動可能に支持され
、ねじ棒４の回転に伴い昇降されるようになっている。

昇降体５に支持された回転軸６には砥石車７が止着され
、昇降体５内に設けられた駆動モータ８により一方向に
回転されて、前記被加工物Ｗの表面を研削するようにな
っている。又、前記回転輪６には位置決めモータ９が連
結され、このモータ９により回転軸６が所定角度ずつ回
転できるようになっている。

第２．３図に示すように前記砥石車７は一対の砥石７ラ
ンジ１０．１１と砥石１２とによりなり、砥石７ランジ
１ｏ、ｉｉ間に砥石１２を挟持した状態で回転軸６の先
端に嵌合固定されている。外側の砥石７ランジ１０の前
面には環状の凹所１３が形成され、その内部の中心側に
は保持板１４が複数個のボルト１５により配置固定され
ている。

そして、この保持板１４の外側において凹所３の残り部
分により環状の収容溝１６が形成され、その内側面には
開口側から奥側に向かって次第に小径となる傾斜面１６
ａが形成されている。

前記収容溝１６内にはバランス調節片としての２個の断
面はぼ台形状をなすバランスピース１７が収容溝１６の
円周方向及びそれと直交する収容１１ｔ１６の深さ方向
へ移動可能に収容され、その内　　　′周面には収容溝
１６の傾斜面１６ａに係合する傾斜状の係合面１７が形
成されるとともに、内部には収容溝１６の奥側に向かっ
て開口する支持孔１７ｂが形成され、第４図に示すよう
に前面には挿入孔１７ｃが形成されている。各バランス
ビース１７の支持孔１７ｂ内には圧縮ばね１８及び収容
溝１６の底部に係合する球体１９が収容され、この圧縮
ばね１８の作用に基づきバランスピース１７が収容溝１
６の開口側に向かつて付勢されて係合面１７ａと傾斜面
１６ａとの係合により所定位置に保持されるようになっ
ている。

第３図及び第４図に示すように前記取付円板１０の前面
環状域には位蹟目＠２４が付されるとともに、バランス
ピース１７にはその位置目盛２４を指示ケる指標２５が
（」され、バランスピース１７の周方向の位置を視認で
きるようになっている。

従って、圧縮ばね力に抗してバランスピース１７を押込
むことにより、そのバランスピース１７を周方向へ移動
させることができる。

第１図に示すように前記回転軸６に対応して昇降体５に
はフォトセンサー等よりなる原点検出器２０が設けられ
、回転軸６上に設けられた原点支持突起２１がこれに対
応した時原点検出信号を出力するようになっている。又
、この研削盤の回転しない固定部分の一部（例えば昇降
体５の側部）には永久磁石により振動センサ２２が吸着
固定されている。一方、前記機台１、テーブル（口承し
ない）等の適宜位置に配置される制御ボックス２３には
制御機構が内蔵されており、振動センサ２２からの検出
信号を入力するとともに、後述する修正モータ３３、前
記位置決めモータ９等に向けて制御信号を出力する。

なお、２６は砥石カバーを示す。

第１図に示すように、前記回転軸６を覆うように前記昇
降体５に固定された保護アーム３１上には支持アーム３
２が固定され、その先端にはパルスモータよりなる修正
モータ３３が支持されている。なお、この支持アーム３
２はそのほぼ中間部にて２分割され、それらが軸３４に
より連結されていて、修正モータ３３を支持する先端部
側が回動してその修正モータ３３が前記砥石車７と対向
する作用位置と、そこから上方後部へ退避する不作用位
置との間で移動できるようになっている。

第２図に示すように、前記修正モータ３３のモータ軸３
３ａ上には取付アーム３５が固定されており、その取付
アーム３５上には′Ｒ磁ソレノイド３６が取付けられて
いて、そのアーマチ？３７が前記バランスピース１７の
回転域と対向している。

そして、この電磁ソレノイド３６が励磁された時にはア
ーマチャ３７が突出して、そのアーマチャ３７と対向す
るバランスピース１７の挿入孔１７Ｃにアーマチｖ３７
が挿入され、バランスピース１７が収容溝１６の奥側へ
移動される。

第６図はこの実施例のバランス調節機構のブロック回路
図であり、中央処理装置（ＣＰＵ）３８には前記振動セ
ンサ２２、原点検出器２０、起動スイッチ４１及び入カ
キ−４２、前記駆動モータ８、位置決めモータ９、修正
モータ３３、電磁ソレノイド３６及びブレーキ４３、ラ
ンダムアクセスメモリ（ＲＡＭ＞３９及びリードオンリ
ーメモリ（ＲＯＭ）４０がそれぞれ接続されている。

次に第６因に示すフローチャートに基づいてこの実施例
の回転バランス調節装置の作用を説明する。このフロー
チャートは前記ＲＯＭ４０に格納されたプログラムによ
りＣＰＵ３８の制御のもとに進行する。

さて、ＣＰＩＪ３８はステップＳ１において入カキ−４
２による両バランスと−ス１７の位置の値の入力終了を
待ち、作業１が位置目１２４及び指６１２５に従ってそ
の両バランスピース１７の位置の値の入力を終了すると
同時にステップＳ２に進行してその位置の値がＲＡＭ３
９にかき込まれる。

ステップＳ３では起動スイッチ４１のオン操作を待ら、
オン操作と同時にステップＳ４に進行して駆動モータ８
が回転する。そして、ＣＰＵ３８はステップＳ５におい
て駆動モータ８の回転が定常回転に移行するのを持も、
定常回転に移行すると同時にステップＳ６において砥石
車７の回転アン　。

バランスに基づく振動を検出し、ステップＳ７において
その振動値をＲＡＭ３９に書き込む。そしてステップＳ
８において駆動モータ８に対ケる通電が遮断されるとと
もにブレーキ４３が作動して駆動モータ８と砥石車７が
停止される。

ステップＳ９ではＣＰＬＪ３８は前記のアンバランスが
許容１以内であるか否かを判別し、以内である場合、す
なわち振動がほとんど存在しない場合にはこのルーチン
が終了する。又、振動値が許容量以上の場合は、ステッ
プ８１０に進行して前回のアンバランス量との比較が行
われる。この場合には初回なので、テップＳ１１へ進行
して、そこで初回である、か否かの判別がなされた後Ｊ
ステップ８１２に進行して、そこでアンバランスを修正
するためのバランスピース１７の移動量の演算が行われ
る。そしてステップ８１３においてステップＳ１で入力
されたバランスピース位置値に従って修正モータ３３が
原点位置から所定量回転し、ステップＳ１４において電
磁ソレノイド３６がバランスピース１７と対向した位置
においてその修正モータ３３の回転が停止するとともに
、電磁ソレノイド３６が励磁されてそのアーマチャ３７
が突出する。従って、バランスピース１７が押込まれて
、周方向へ移動可能な状態になる。

次のステップ８１５においては前記ステップＳ１２の演
算結果に応じて修正モータ３３が左右いずれかに所定量
回転してバランスと−ス１７の位置を変更調節する。こ
の場合の修正は次のようにして行われる。すなわら、第
７図においていよａ点及びｂ点にバランスピース１７が
存在し、この状態においてベクトル■のアンバランスが
存在している。ここで、ベクトル−に対して平行な軸を
Ｘ軸、垂直な軸をＹ軸とし、ベクトルｎ、ＩのＸ方向、
Ｙ方向の成分をそれぞれ（ｘ、、ｙρ、　　（Ｘよ。

ｙ）とする。そして、前記ａ、ｂをそれぞれＡ。

Ｂに移動したときバランスがとれたとする。このときの
ベクトルｐ９ｇの成分はそれぞれ（ｘ、’　。

ｙ’　）（ｘ’　、ｙ’　）とする。このため、次の関
ｌ　　　　　　　　　　Ｘ　　　　　　　λ係式が成立
する。

Ｘ、’　＋Ｘ２’　”Ｘ、＋Ｘ、　　　＠　＃　＊■Ｖ
　’　＋Ｖ　’−ｙ＋ｙ十１　・・・■゛、２　”　　
°　” ｘ、　　　＋ｙ、”■Ｘ　：　十ｙ　ｉ　　　　・　−
争■ｘＬ”　＋　ｙＬ”　ｗ　ｘζ＋ｙ、”　　　　−
−−＠前配■〜■式によりＸ　ｌ　、　ｙ　／　、　Ｘ
　ｌ　、　ｙ、ｌ　を１　　　　　　１　　　　　　　
　！ 求めることができ、その結果Ａ、Ｂの位置を求めること
ができる。これに従ってバランスピース１７をＡ点まで
移動させればよい。そして、バランスピース１７が所定
の修正位置まで移動したら、ステップＳ１６においてソ
レノイド３６が消磁し、アーマチャ３７が没入してバラ
ンスピース１７が圧縮ばね１８のばね力により前方へ移
動して再び固定される。次いでステップ８１７において
アクチュエータが原点まで回動復帰し、ステップＳ４に
戻る。

そして、ステップ＄９において再びアンバランス量が許
容値以内であるかの判別がなされ、Ｎ。

の場合にはステップＳ１０においてアンバランス量が前
回より小さいか否かが判別され、何らかの原因により前
回と同じ又は前回より大きい場合にはステップＳ１１を
経てプログラムが終了する。

又、ステップＳ１０においてＹＥＳの場合には再び修正
作業が行われる。以上のようにして、回転アンバランス
が自動的に修正される。

次に、この発明の第二実施例を第８図〜第１３因に基づ
いて説明する。

第９，１０図に示すように前部側の砥石フランジ１０の
外周等間隔４箇所の位Ｉ！＜第１０図の１点鎖線　の位
置）にはその外周面から中心方向へ向かう複数個の雌ね
じ孔５１が穿設されており、その雌ねじ孔５１にはバラ
ンス調節片としての雄ねじ５２が螺入されている。又、
雄ねじ５２の内端面と雌ねじ孔５１の内底部との間には
コイルスプリング５３が介在されていて、このコイルス
プリング５３により雄ねじ５２のゆるみ止めが行われる
ようになっている。

前部側の取付円１１０の前面には環状凹所５４が形成さ
れており、その環状凹所５４内にはバランスピース５５
がねじ５６により円周方向に移動可能に取付けられてい
る。

第８図及び第９図に示すように、前記支持アーム３２の
先端にはエアシリンダ５７が支持され、その下方に延び
るピストンロッド５７ａの下端にはフレーム５８が取付
けられている。そのフレーム５８には下方へ延びるねじ
回し５９が回転可能に支持されるとともに、正逆自転可
能なパルスモータよりなる修正モータ６０が取付固定さ
れている。そして、修正モータ６０のモータ軸６０ａに
取付けられたウオーム６１と、ねじ回し５９の外周に固
定されたウオームホイール６２とが噛合し、修正モータ
６０の回転によりねじ回し５９が正逆両方向へ回転され
るようになっている。

次に、この第二実施例のバランス調節機構の作用を第１
２図に示すフローチャートに基づいて説明する。さて、
ＣＰＵ３８はステップＳ１において起動スイッチ４１の
オン操作を待ち、オン操作と同時にステップＳ２に進行
して駆動モータ８が起動される。その後、ステップＳ３
においてＣＰＵ３８は駆動モータ８が定常回転に達する
のを持ち、達すると同時にステップＳ４において砥石車
７の振動が検出され、ステップＳ５においてその振動値
がＲＡＭ３９に記憶される。そして、ステップＳ６にお
いてブレーキ４３が作用し、駆動モータ８の回転が停止
される。

ステップＳ７では砥石車７の振動値が許容値以内である
かいなかが判別され、以内である場合にはプログラムが
終了する。又、以上の場合にはステップＳ８に進行して
、そこでアンバランスｉが前回より小さいか否か判別さ
れ、ＮＯの場合にはステップＳ９において初回か否かが
判別される。

ステップＳ１０ではアンバランス修正のための演算がな
されステップ８１１において最大振動位置に最も近接す
る雄ねじ５２がねじ回し５９に対向するように位置決め
モータ９が所要量回転し、その後ステップ８１２におい
てバルブ（第１１図に図示）６３が切替えられてエアシ
リンダ５７が作動し、そのピストンロッド５７ａが下方
へ突出してねじ回し５９が雄ねじ５２の上面の溝に係合
する。そして、ステップＳ１３において前記ステップＳ
８における演算結果に基づき修正モータ６０が正逆いず
れかの方向へ所要量回転し、雄ねじ５２がねじの作用に
より遠心方向又は求心方向へ移動される。この雄ねじ部
分の遠心方向への加重が変更調節され、アンバランス修
正が行われる。

この場合の修正は次のようにして行われる。すなわち、
第１３図に示すようにベクトルｎのアンバランスが存在
する場合、それとは反対方向のベクトルＮが形成される
ように一箇所又は複数箇所の雄ねじ５２を遠心方向又は
求心方向へ移動させればよい。又、この修正モータ６０
の回転時にもエアシリンダ５７の作動が継続され、ねじ
回し５９が下方へ向って付勢され続ける。そして、ステ
ップＳ１４においてエアシリンダ５７の作動が停止され
、ピストンロッド５７ａが上方へ移動し、ねじ回し５９
がフレーム５８とともに第９図に示す上方位置へ復帰す
る。

その後、このプログラムはステップＳ２に復帰し、アン
バランスが完全に修正されていない場合にはステップＳ
７における判別結果がＮｏとなるので再び修正作業が行
われる。すなわら、１回の雄ねじ５２に対する修正が必
要なときにはステップＳ７を２回通過し、２回目におい
てその判別結果がＹＥＳとなり、２回の雄ねじ５２に対
する修正が必要なときには、ステップＳ７を３回通過し
３＠目においてその判別結果がＹＥＳとなる。

以上のようにこの第二実施例においては雄ねじ５２を回
動調節するのみでアンバランスを修正することができる
。

なお、この発明は前記第一、第二の実施例に限定される
ものではなく、次のような態様で具体化することも可能
である。

（イ）修正モータ３３及びエアシリンダ５７を砥石カバ
ー２６に取付けること。

（ロ）前記第一実施例においてバランスピースを３個以
上にすること。

（ハ）前記第二実施例において雄ねじ５２を２個、３個
又は５個以上にすること。

（ニ）振動センサ２２をねじ止め等の他の固定手段によ
り機枠に取付けること。

（ホ）前記第二実施例において、雌ねじ孔５１をその外
端側が前方（第９図の右方）に位置するように斜状にす
ること。

発明の効果 以上実施例において例示したように、この発明はｕ転軸
と、その回転軸に取付けられ、回転軸と一体回転する回
転体とよりなる回転装置において、前記回転軸又は回転
体上に取付けられ、遠心加重を調節できるようにしたバ
ランス調節片と、そのバランスＷＡｖ片を移動させるた
めの駆動手段と、アンバランス量に応じて前記駆動装置
の駆動を制御する制御手段とを設けたことにより、自動
的にしかも正確にアンバランス修正を行うことができる
優れた効果を元厚する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明を具体化した第一実施例を示
すものであって、第１図はこの発明の要部を含む研削盤
の側面図、第２図は修正機構を示す断面図、第３図は砥
石車を示す正面図、第４図はバランスピースを示す拡大
正面図、第５図は電気的構成を示すブロック図、第６図
はフローチャート、第７図はバランスをとるための作用
を示す線図である。第８図〜第１３図はこの発明を具体
化した第二実施例を示すものであって、第８図はこの発
明の要部を含む研削盤の一部鋼面図、第９図は修正機構
を示す断面図、第１０図は砥石車の正面図、第１１図・
は電気的構成を示すブロック図、第１２図はフローチャ
ート、第１３図はバランス修正の作用を示す縮図である
。 ６・・・回転軸、７・・・砥石車、８・・・駆動モータ
、１７・・・バランスピース、１８・・・圧縮ばね、１
９・・・球体、２２・・・振動センサ、３３．６０・・
・修正モータ、３８・・・中央処理装置（ＣＰＵ）、５
１・・・雌ねじ孔、５２・・・雄ねじ、５３・・・コイ
ルスプリング、５７・・・エアシリンダ、５９・・・ね
じ回し。 特　許　出　願　人　　株式会社　長瀬鉄工所代　理　
人　　　　弁理士　　恩１）博宣第４１！１ １１５図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸（６）と、 その回転軸（６）に取付けられ、回転軸（６）と一体回
   転する回転体（７）とよりなる回転装置において、 前記回転軸（６）又は回転体（７）上に取付けられ、回
   転中心を中心とした周方向又は半径方向へ移動できるよ
   うにしたバランス調節片（１７、５２）と、 そのバランス調節片（１７、５２）を移動させるための
   駆動手段（３３、６０）と、 前記回転軸（６）又は回転体（７）のアンバランス量に
   応じて前記駆動装置（３３、６０）の駆動量を制御する
   制御手段（３８）と により構成したことを特徴とする回転装置における回転
   バランス調節機構。 ２、回転体（７）は回転砥石（１２）を備えた砥石車で
   ある特許請求の範囲第１項に記載の回転装置における回
   転バランス調節機構。 ３、バランス調節片は砥石車（７）の前面に取付けられ
   、回転中心を中心として移動可能にしたバランスピース
   （１７）である特許請求の範囲第２項に記載の回転装置
   における回転バランス調節機構。 ４、バランス調節片は砥石車（７）にその半径方向に穿
   設された雌ねじ（５１）に螺入した雄ねじ（５２）であ
   る特許請求の範囲第２項に記載の回転装置における回転
   バランス調節機構。 ５、駆動装置はモータ（３３）と、そのモータ（３３）
   のモータ軸（３３ａ）に取付けられ、かつアーマチャ（
   ３７）を有する電磁ソレノイド（３６）とよりなり、電
   磁ソレノイド（３６）の励磁にともなうアーマチャ（３
   ７）の突出時にモータ（３３）が回転することにより、
   アーマチャ（３７）がバランスピース（１７）に係合し
   てそのバランスピース（１７）が移動される特許請求の
   範囲第３項に記載の回転装置における回転バランス調節
   機構。 ６、駆動装置はモータ（６０）と、そのモータ（６０）
   によつて回転されるねじ回し（５９）と、そのねじ回し
   （５９）を前記雄ねじ（５２）に係合する位置とそこか
   ら離間する位置との間で移動させるエアシリンダ（５７
   ）とよりなり、ねじ回し（５９）が雄ねじ（５２）に係
   合して回転することにより雄ねじ（５２）が進退される
   特許請求の範囲第４項に記載の回転装置の回転バランス
   調節機構。