JP2997710B2 - Rotating body balance correction device - Google Patents
Rotating body balance correction deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は回転体のバランスを修正するバランス修正
装置に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a balance correcting device for correcting the balance of a rotating body.
［従来の技術］ 従来、回転体のバランスを修正するための装置として
は種々のものが提案されている。例えば、研削盤の砥石
のバランスを修正する修正装置においては、砥石を主軸
に固定する砥石フランジに収納部を形成し、その内部に
おいて前記主軸の外周にはアンバランス量を持つバラン
スリングを回転可能に配設したものが提案されている。
そして、前記バランスリングを該砥石フランジの収納部
内に配設されたモータによって回転させ、砥石のバラン
スを修正している。[Related Art] Conventionally, various devices have been proposed as devices for correcting the balance of a rotating body. For example, in a correction device for correcting the balance of a grindstone of a grinding machine, a storage portion is formed in a grindstone flange for fixing the grindstone to a main spindle, and a balance ring having an unbalance amount can be rotated on the outer periphery of the main spindle in the inside thereof. Has been proposed.
Then, the balance ring is rotated by a motor disposed in a housing portion of the grinding wheel flange to correct the balance of the grinding wheel.
［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記バランス修正装置においてバランスリ
ングを回転させる場合、砥石が高速に回転しているため
その遠心力によりモータの応答性が悪くなるという問題
がある。また、モータの駆動電圧が低いが、駆動電流を
多く必要とするため動力損失が多くなるという問題があ
る。そして、モータ駆動用の駆動電流を主軸に設けたス
リップリング等により得なければならず、構造が複雑に
なり、さらに、モータを収納するスペースが必要になる
ため、バランス修正装置全体が大型化してしまうという
問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] However, when the balance ring is rotated in the above-described balance correcting device, there is a problem that the responsiveness of the motor is deteriorated due to the centrifugal force of the grinding wheel rotating at high speed. In addition, although the drive voltage of the motor is low, there is a problem that the power loss is increased because a large drive current is required. Further, the drive current for driving the motor must be obtained by a slip ring or the like provided on the main shaft, which complicates the structure and further requires a space for accommodating the motor. Problem.
本発明の目的は、バランス修正の応答性を向上させる
とともに、バランス修正装置の構造を簡素化してバラン
ス修正装置全体をコンパクト化することができる回転体
のバランス修正装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a balance correction device for a rotating body that improves the responsiveness of balance correction and simplifies the structure of the balance correction device to make the entire balance correction device compact.
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、本発明は、回転体のバ
ランスを修正するバランス修正装置において、前記回転
体を回転させる主軸の外周には振動子を介してアンバラ
ンス量を持つバランスリングを回転可能に配設し、前記
振動子の振動によりバランスリングを回転体の回転がバ
ランスする位置まで回転させることをその要旨とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a balance correcting device for correcting the balance of a rotating body, wherein an outer periphery of a main shaft for rotating the rotating body is provided via a vibrator. The gist is that a balance ring having an unbalance amount is rotatably arranged, and the balance ring is rotated to a position where the rotation of the rotating body is balanced by the vibration of the vibrator.
［作用］ 上記の構成により、振動子の振動によりバランスリン
グが回転し、回転体のバランスを修正することができ
る。[Operation] With the above configuration, the balance ring is rotated by the vibration of the vibrator, and the balance of the rotating body can be corrected.
［実施例］ 以下、本発明を研削盤の砥石のバランスを修正するバ
ランス修正装置に具体化した一実施例を第１〜４図に基
づいて説明する。Embodiment An embodiment in which the present invention is embodied in a balance correcting device for correcting the balance of a grindstone of a grinding machine will be described below with reference to FIGS.
第1,3図に示すように、研削盤１の砥石ヘッド２には
回転軸としての主軸３が設けられている。前記主軸３の
先端部はテーパ部3aが設けられ、このテーパ部3aに沿う
ように砥石フランジ４が締付固定されている。As shown in FIGS. 1 and 3, a grindstone head 2 of a grinding machine 1 is provided with a main shaft 3 as a rotating shaft. A tapered portion 3a is provided at the tip of the main shaft 3, and a grindstone flange 4 is fastened and fixed along the tapered portion 3a.
すなわち、前記砥石フランジ４には前記主軸３のテー
パ部3aに当接する貫通孔５が形成され、前記主軸３が挿
通されている。そして、該主軸３の先端に螺合するナッ
ト６によって砥石フランジ４が締付されている。また、
この砥石フランジ４は張出部4aと円柱部4bとから構成さ
れ、前記円柱部4bには凹部７が穿設されるとともに、該
円柱部4bの外周面には雄ねじ８が刻設されている。な
お、前記主軸３の先端に螺合されたナット６は前記凹部
７内に収納されている。That is, the grinding wheel flange 4 is formed with a through hole 5 which is in contact with the tapered portion 3a of the main shaft 3, and the main shaft 3 is inserted therethrough. The grinding wheel flange 4 is fastened by a nut 6 screwed to the tip of the main shaft 3. Also,
The whetstone flange 4 is composed of an overhang 4a and a column 4b. A recess 7 is formed in the column 4b, and a male screw 8 is engraved on the outer peripheral surface of the column 4b. . The nut 6 screwed to the tip of the main shaft 3 is housed in the recess 7.
また、前記砥石フランジ４の円柱部4bには回転体とし
ての砥石９が挿通しており、該砥石９の一側面が砥石フ
ランジ４の張出部4aに当接されている。そして、前記砥
石フランジ４の円柱部4bに刻設された雄ねじ８には砥石
フランジを兼ねるバランス修正装置10の本体ケース11が
螺合されている。すなわち、本体ケース11の中央部には
該本体ケース11の内側に突出形成された円筒部11aが前
記砥石フランジ４の円柱部4bに螺合されている。この結
果、前記砥石９は砥石フランジ４および本体ケース11に
よって主軸３に対し取付固定されている。A grindstone 9 as a rotating body is inserted into the cylindrical portion 4b of the grindstone flange 4, and one side surface of the grindstone 9 is in contact with the projection 4a of the grindstone flange 4. A main case 11 of a balance correcting device 10 also serving as a grinding wheel flange is screwed into the male screw 8 engraved on the cylindrical portion 4b of the grinding wheel flange 4. That is, at the center of the main body case 11, a cylindrical portion 11a protruding inside the main body case 11 is screwed to the cylindrical portion 4b of the whetstone flange 4. As a result, the grindstone 9 is attached and fixed to the main shaft 3 by the grindstone flange 4 and the main body case 11.
そして、前記本体ケース11内部において、その底部に
は円形状の係止突条12が形成されている。また、前記本
体ケース11における円筒部11aの外周面にはピエゾ素子
によって構成された振動子としての一対の振動リング1
3,14が設けられている。A circular locking ridge 12 is formed at the bottom inside the main body case 11. Further, a pair of vibrating rings 1 as vibrators constituted by piezo elements are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 11a in the main body case 11.
3,14 are provided.
第２図に示すように、前記１対の振動リング13,14の
外周面には１対のバランスリング15,16が微小の間隙
（本実施例においては0.005mm）を持って回転可能に配
設されている。As shown in FIG. 2, a pair of balance rings 15 and 16 are rotatably arranged on the outer peripheral surfaces of the pair of vibrating rings 13 and 14 with a small gap (0.005 mm in this embodiment). Has been established.
前記それぞれの振動リング13,14に直流電圧を印加す
ると、該振動リング13,14が伸びたり歪んだりする。こ
の伸び歪み動作がある一方向の進行波となるので、振動
リング13,14の円周面に回転トルクが発生する。この結
果、前記バランスリング15,16内周面の一部が前記公転
する振動リング13,14に接触するとバランスリング15,16
が回転する。これにより、振動リング13,14を個々に一
方向へ回転させることができるようになっている。When a DC voltage is applied to the respective vibrating rings 13 and 14, the vibrating rings 13 and 14 are elongated or distorted. Since this elongation distortion operation becomes a traveling wave in one direction, a rotational torque is generated on the circumferential surfaces of the vibrating rings 13 and 14. As a result, when a part of the inner peripheral surface of the balance rings 15, 16 contacts the revolving vibration rings 13, 14, the balance rings 15, 16
Rotates. Thereby, the vibration rings 13 and 14 can be individually rotated in one direction.
また、前記振動リング13,14に印加する直流電圧を極
性を切換えることによりバランスリング15,16を逆回転
させることができるようになっている。Further, by switching the polarity of the DC voltage applied to the vibrating rings 13 and 14, the balance rings 15 and 16 can be reversely rotated.
そして、前記バランスリング15,16の一部にはアンバ
ランス量を設けるための透孔15a,16aが形成されてい
る。また、第２図において本体ケース11内部においてそ
の上部には前記振動リング13,14に印加する直流電圧を
制御する制御回路17および駆動電源となる電池18が設け
られている。Further, through holes 15a, 16a for providing an unbalance amount are formed in a part of the balance rings 15, 16. In FIG. 2, a control circuit 17 for controlling a DC voltage applied to the vibrating rings 13 and 14 and a battery 18 as a driving power source are provided in an upper portion inside the main body case 11.
前記本体ケース11の内周面には所定間隔毎に半円状の
突部19が設けられ、この突部19に小孔19aが形成されて
いる。そして、該本体ケース11の上面はケースカバー20
により覆われており、前記突部19の小孔19aにケースカ
バー20を介してネジ21aを螺入することによりケースカ
バー20が本体ケース11に対し取付固定されている。Semicircular protrusions 19 are provided at predetermined intervals on the inner peripheral surface of the main body case 11, and small holes 19a are formed in the protrusions 19. The upper surface of the main body case 11 is
The case cover 20 is attached and fixed to the main body case 11 by screwing a screw 21a into the small hole 19a of the projection 19 via the case cover 20.
前記ケースカバー20の内面側において、本実施例にお
いては２箇所に前記バランスリング15,16を保持するた
めの係止機構21が設けられている。On the inner surface side of the case cover 20, locking mechanisms 21 for holding the balance rings 15, 16 are provided at two places in this embodiment.
つまり、第1,5図に示すように前記ケースカバー20の
内面には円柱状の突出部材22が形成され、その内部には
収納部23が形成されている。また、突出部材22における
底面中央部には前記収納部23と連通する挿通孔24が透設
されている。前記収納部23内部の底面には円形状の溝27
に埋め込まれるピエゾ素子からなるリング状のアクチュ
エータ28が設けられている。That is, as shown in FIGS. 1 and 5, a columnar protruding member 22 is formed on the inner surface of the case cover 20, and a storage portion 23 is formed inside. Further, an insertion hole 24 communicating with the storage section 23 is provided through the center of the bottom surface of the protruding member 22. A circular groove 27 is formed on the bottom inside the storage portion 23.
There is provided a ring-shaped actuator 28 composed of a piezo element embedded in the actuator.
そして、前記収納部23には係止部材25が配設され、こ
の係止部材25は前記挿通孔24を挿通して前記バランスリ
ング15の側面を押圧する押圧部26と、前記アクチュエー
タ28に押圧されるフランジ部29とから構成されている。
また、前記係止部材25の押圧部26にはガイド孔30が形成
され、このガイド孔30にはスプリング31の一端が挿入さ
れるとともに、その他端は前記ケースカバー20の内側に
設けた位置決め孔32に挿入されている。A locking member 25 is disposed in the storage portion 23. The locking member 25 is inserted into the insertion hole 24 and presses the side surface of the balance ring 15, and presses the actuator 28. And a flange portion 29 to be formed.
A guide hole 30 is formed in the pressing portion 26 of the locking member 25, and one end of a spring 31 is inserted into the guide hole 30, and the other end is a positioning hole provided inside the case cover 20. Inserted into 32.
したがって、前記アクチュエータ28に電圧が印加され
ていない場合には、スプリング31の付勢力により係止部
材25がバランスリング15側に移動し、押圧部26がバラン
スリング15の側面を押圧する。そして、この押圧部26と
前記本体ケース11に設けられた係止突条12とにより一対
のバランスリング15,16を挟持する。Therefore, when no voltage is applied to the actuator 28, the locking member 25 moves toward the balance ring 15 by the urging force of the spring 31, and the pressing portion 26 presses the side surface of the balance ring 15. Then, the pair of balance rings 15 and 16 are sandwiched between the pressing portion 26 and the locking ridge 12 provided on the main body case 11.
また、アクチュエータ28に電圧が印加されると、アク
チュエータ28が歪むことにより延びる。そのため、アク
チュエータ28が係止部材25のフランジ部29を前記スプリ
ング31の付勢力に抗して押圧する。すると、係止部材25
がケースカバー20側へ移動するため、該係止部材25の押
圧部26がバランスリング15の側面から離間する。この結
果、バランスリング15,16の挟持状態が解除されてバラ
ンスリング15,16が回転可能になる。よって、係止機構2
1によりバランスリング15,16の固定および回転を任意に
行うことができる。Further, when a voltage is applied to the actuator 28, the actuator 28 extends due to distortion. Therefore, the actuator 28 presses the flange portion 29 of the locking member 25 against the urging force of the spring 31. Then, the locking member 25
Is moved toward the case cover 20, so that the pressing portion 26 of the locking member 25 is separated from the side surface of the balance ring 15. As a result, the holding state of the balance rings 15, 16 is released, and the balance rings 15, 16 can rotate. Therefore, locking mechanism 2
1 allows the balance rings 15, 16 to be fixed and rotated arbitrarily.
第３図に示すように、前記研削盤１の砥石ヘッド２に
は研削盤１全体に生じる振動を検出する加速度ピックア
ップ33が取着されている。加速度ピックアップ33は制御
装置34に接続されており、制御装置34は加速度ピックア
ップ33が検出した振動に基づいてバランス状態、すなわ
ち砥石９に最大振動量とそれが発生する位相（アンバラ
ンス位置）とを特定するようになっている。As shown in FIG. 3, an acceleration pickup 33 for detecting vibration generated in the entire grinding machine 1 is attached to the grinding wheel head 2 of the grinding machine 1. The acceleration pickup 33 is connected to a control device 34, and the control device 34 determines the balance state based on the vibration detected by the acceleration pickup 33, that is, the maximum vibration amount of the grindstone 9 and the phase (unbalance position) at which it occurs. Is to be identified.
また、制御装置34は変調回路35に接続され、変調回路
35はアンバランスを修正するための修正信号を制御装置
34から受けて無線によりバランス修正装置10へ送信する
ようになっている。The control device 34 is connected to the modulation circuit 35,
35 controls the correction signal to correct the imbalance
The data is received from 34 and transmitted to the balance correcting device 10 by radio.
第４図に示すように、前記制御回路17は変調回路35か
らの修正信号を復調する復調回路36と、復調回路36から
の修正信号に基づいてアクチュエータ28に電圧を印加す
るとともに、それぞれの振動リング13,14に電圧を印加
する駆動装置37とから構成されている。As shown in FIG. 4, the control circuit 17 applies a voltage to an actuator 28 based on the correction signal from the demodulation circuit 36 and a demodulation circuit 36 for demodulating the correction signal from the modulation circuit 35. And a driving device 37 for applying a voltage to the rings 13 and 14.
次に、上記のように構成されたバランス修正装置の作
用および効果について説明する。Next, the operation and effect of the balance correcting device configured as described above will be described.
研削盤１の主軸３により砥石９を回転させる。する
と、砥石ヘッド２の加速度ピックアップ33が研削盤１全
体の振動を検出する。そして、制御装置34は前記加速度
ピックアップ33が検出した振動信号に基づいて砥石９の
最大振動量とそれが発生する位相を特定する。そして、
制御装置34はバランス修正装置10内の一対のバランスリ
ング15,16をどちらの方向へどれだけ回動させる必要が
あるかを演算する。The grindstone 9 is rotated by the main shaft 3 of the grinder 1. Then, the acceleration pickup 33 of the grindstone head 2 detects the vibration of the entire grinding machine 1. Then, the control device 34 specifies the maximum vibration amount of the grindstone 9 and the phase in which it is generated based on the vibration signal detected by the acceleration pickup 33. And
The control device 34 calculates in which direction and how much the pair of balance rings 15 and 16 in the balance correction device 10 need to be rotated.
この演算結果に基づいて制御装置34は変調回路35に修
正信号を出力する。変調回路35はこの修正信号を変調
し、バランス修正装置10の制御回路17に送信する。制御
回路17の復調回路36は変調された修正信号を復調し、駆
動装置37に出力する。Based on the calculation result, the control device 34 outputs a correction signal to the modulation circuit 35. The modulation circuit 35 modulates this correction signal and transmits it to the control circuit 17 of the balance correction device 10. The demodulation circuit 36 of the control circuit 17 demodulates the modulated correction signal and outputs it to the driving device 37.
駆動装置37は前記復調回路36からの修正信号に基づい
てアクチュエータ28に電圧を印加する。すると、アクチ
ュエータ28は電圧により歪み、延びるのでスプリング31
の付勢力に抗して係止部材25のフランジ部29をケースカ
バー20の内面側へ押圧する。このため、係止部材25はケ
ースカバー20の内面側へ移動し、該係止部材25の押圧部
26がバランスリング15の側面から離間するので、押圧部
26と係止突条12との挟持が解除される。この結果、一対
のバランスリング15,16は回転可能な状態となる。The driving device 37 applies a voltage to the actuator 28 based on the correction signal from the demodulation circuit 36. Then, the actuator 28 is distorted by the voltage and extends, so that the spring 31
Presses the flange portion 29 of the locking member 25 toward the inner surface side of the case cover 20 against the urging force. For this reason, the locking member 25 moves to the inner surface side of the case cover 20 and the pressing portion of the locking member 25
26 is separated from the side of the balance ring 15, so the pressing part
26 and the locking ridge 12 are released. As a result, the pair of balance rings 15, 16 becomes rotatable.
この状態で、駆動装置37は振動リング13,14に電圧を
印加する。すると、振動リング13,14が伸び歪みしてバ
ランスリング15,16を回転させ、前記制御装置34の演算
結果に基づき透孔15a,16aを最大振動量となる位置へ移
動させてバランスを修正する。In this state, the driving device 37 applies a voltage to the vibration rings 13 and 14. Then, the vibrating rings 13 and 14 are stretched and distorted to rotate the balance rings 15 and 16, and the through holes 15a and 16a are moved to the position where the maximum vibration amount is obtained based on the calculation result of the control device 34 to correct the balance. .
そして、砥石９のバランスが修正されると、駆動装置
37はアクチュエータ28への電圧印加を停止する。これに
より、アクチュエータ28の歪みが解除されて元の形状に
もどるため、係止部材25は再びスプリング31の付勢力に
よりバランスリング15側へ移動し、係止部材25の押圧部
26はバランスリング15の側面を押圧する。When the balance of the grinding stone 9 is corrected, the driving device
37 stops the voltage application to the actuator 28. As a result, the distortion of the actuator 28 is released and the shape returns to the original shape, so that the locking member 25 is again moved to the balance ring 15 side by the urging force of the spring 31, and the pressing portion of the locking member 25 is pressed.
26 presses the side surface of the balance ring 15.
この結果、係止部材25の押圧部26と係止突条12とによ
り一対のバランスリング15,16が挟持されて保持され
る。よって、バランスリング15,16によりそのバランス
を安定させることができる。As a result, the pair of balance rings 15 and 16 are sandwiched and held by the pressing portion 26 of the engagement member 25 and the engagement ridge 12. Therefore, the balance can be stabilized by the balance rings 15 and 16.
したがって、常に制御装置34は加速度ピックアップ33
の検出信号に基づいてアンバランス位置を検出し、バラ
ンス修正装置10によって砥石９の回転のバランス修正を
行うことができるので、砥石９の回転を安定させること
ができる。Therefore, the controller 34 always operates the acceleration pickup 33
Since the unbalance position is detected based on the detection signal of (1) and the balance of rotation of the grindstone 9 can be corrected by the balance correcting device 10, the rotation of the grindstone 9 can be stabilized.
また、バランスリング15,16を回転させる振動リング1
3,14の駆動電圧は数Ｖ、駆動電流は数mVであるため、電
力損失を少なくすることができる。Also, a vibration ring 1 for rotating the balance rings 15 and 16
Since the driving voltages of the transistors 3 and 14 are several volts and the driving current is several mV, power loss can be reduced.
さらに、モータとなる回転駆動電源の振動リング13,1
4はバランスリング15,16と略同一構造となるため、全体
として簡素化することができるとともに、本体ケース11
を小さくすることができ、バランス修正装置10全体をコ
ンパクト化することができる。In addition, the vibration ring 13, 1
4 has substantially the same structure as the balance rings 15 and 16, so that it can be simplified as a whole and the body case 11
Can be reduced, and the entire balance correcting device 10 can be made compact.
また、ピエゾ素子による振動リング13,14は応答性が
速いため、バランスリング15,16を素早く回転させるこ
とができるので、バランス修正装置を速く行うことがで
きる。In addition, since the vibration rings 13 and 14 formed by the piezo elements have high responsiveness, the balance rings 15 and 16 can be quickly rotated, so that the balance correcting device can be performed quickly.
さらに、駆動電源となる電池18をバランス修正装置10
の本体ケース11内部に設けたので、従来とは異なり駆動
電源を得るためのスリップリング等を研削盤１に設ける
必要がなくなり、構造を簡単にすることができる。Further, the battery 18 serving as a driving power source is connected to the balance correcting device 10.
Since it is provided inside the main body case 11, unlike the conventional case, there is no need to provide a slip ring or the like for obtaining a driving power supply on the grinding machine 1, and the structure can be simplified.
なお、この発明は前記実施例に限定れるものではな
く、この発明の趣旨から逸脱しない範囲内で任意に変更
することは可能である。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be arbitrarily changed without departing from the spirit of the present invention.
［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によればバランス修正
の応答性を向上させるとともに、バランス修正装置の構
造を簡素化してバランス修正装置全体をコンパクト化す
ることができるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, the responsiveness of balance correction is improved, and the structure of the balance correction device can be simplified to make the entire balance correction device compact. is there.
第１図は本発明に係るバランス修正装置の側断面図、第
２図はバランス修正装置の正面図、第３図は研削盤の側
面図、第４図はバランス修正装置を制御する電気ブロッ
ク図、第５図は係止機構の構成を示す一部拡大断面図で
ある。 ３……主軸、９……回転体としての砥石、13,14……振
動子としての振動リング、15,16……バランスリング。1 is a side sectional view of a balance correcting device according to the present invention, FIG. 2 is a front view of the balance correcting device, FIG. 3 is a side view of a grinding machine, and FIG. 4 is an electric block diagram for controlling the balance correcting device. FIG. 5 is a partially enlarged sectional view showing the structure of the locking mechanism. 3... Spindle, 9... Grindstone as rotating body, 13, 14... Vibrating ring as vibrator, 15, 16.
Claims (1)
ス修正装置（10）において、 前記回転体（９）を回転させる回転軸（３）の外周には
振動子（13,14）を介して、アンバランス量を持つバラ
ンスリング（15,16）を回転可能に配設し、前記振動子
（13,14）の振動によりバランスリング（15,16）を回転
体（９）の回転がバランスする位置まで回転させること
を特徴とする回転体のバランス修正装置。1. A balance correcting device (10) for correcting the balance of a rotating body (9), wherein a vibrator (13, 14) is provided around an outer periphery of a rotating shaft (3) for rotating the rotating body (9). Then, the balance rings (15, 16) having an unbalance amount are rotatably arranged, and the vibration of the vibrators (13, 14) causes the balance rings (15, 16) to balance the rotation of the rotating body (9). A rotating body balance correcting device, characterized in that the rotating body is rotated to a position where the rotating body rotates.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25156990A JP2997710B2 (en) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Rotating body balance correction device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25156990A JP2997710B2 (en) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | Rotating body balance correction device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04131540A JPH04131540A (en) | 1992-05-06 |
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