JPS588845A - 心棒装着型平衡装置 - 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】 この発明は、正常運転中に平衡に関して振動を受ける機
械（例えば研削盤、高速旋盤および遠心機）の回転要素
に反覆的な平衡修正を実施する平衡システムに関する。

このような要素が回転されている状態で遠隔制御によっ
て不平衡状態が修正される。

必然的に平衡変化を生ずる成る型式の回転機械は、許容
レベルを超える振動状態になると、所望の平衡を得るた
めに、機械を停止して振動計測機によって示された位置
に重錘を手で移動することが一般に行われている。平衡
の調節は作業中には調節の成果は観測できず後続する旋
転および測定が行われた後でなければ観測できないから
、試験的な旋転、測定、停止、および再調節からなる複
数回のくり返しサイクルが必要である。

重量調節効果を監視しつつ、即ち機械を停止せずに自動
的に、重量調節を実施することによって処理時間を短縮
し平衡作用の精度を高めることが極めて有効となる。心
棒が回転中に作動可能な平衡装置は、一般に不平衡補整
器と称せられ、広義には、２つの箱間に区分され、即ち
（１）機械式および（２）流体式である。

はとんどすべての機械式補整器は一般に、大量かつ細か
い平衡修正の実施ができない問題を含んでいる。粗大な
修正に必要な大きい重量は、細かい修正を実施するため
には微細に調節されなければならない。大重量の感度の
高い調節は、高速度回転の場合は、特にその遠心応力が
高くなるから極めて困難である。微細な平衡修正は小重
量を用いることによって一層容易になるが、これは補整
器の修正能力を制約する。機械式補整器は一般に、装置
に大きい貫通孔が要求されているような使用目的には使
用することができない。

機械式平衡器の成る型式のものは、レース内の任意の点
に自由に回転する２つ以上の玉軸受のような可動重量を
使用する。大部分の機械の心棒は「堅く」取り付けられ
、即ち心棒の共振振動数は正規運転速度よりも高く、こ
の場合この型式の平衡器は実際の場合に平衡状態を一層
悪化させる。

流体式補整器の場合には２つの型式、即ち（１）環状室
型、および（２）多室型に区分される。

第１の型式の装置は、１ｅｂａｎｃへの米国特許第１、
　Ｊ　０９．７３０号によれば、瑠状体に沿ってどの場
所にも自由に連通ずる流体で部分的に充たされた環状チ
ューブ或は通路をもつ。この平衡器の機能に対する予備
要求事項は心棒を「柔軟に」懸架することである。平衡
修正は振動レベルと独立して維持することができない。

このような装置は原理上、絶対に振動を無くすことはで
きず、ただ「質量減衰」効果によって振動を減少するの
みである。

他の型式の流体平衡器は、相互には連通しないが環状溝
と連通ずる複数の円周方向に配置された室を用い、かつ
各室には各溝が連通されている。

静止ノズルが隣接する室内に流体の噴流を射出して各室
を充たす。この流体は該室に流入すると、心棒が停止し
て流体を重力によって落下流出させる以外は、除去でき
ない。これは開放サイクルであり、非可逆的手段である
。

この発明は、閉鎖ループ方式による多室設計の心棒装看
型流体式不平衡補整器に関するものである。平衡質量は
静止状態においても平衡状態を失うことなく各室間で不
特定に移送される。

流体平衡質量は全体として移動するのではなく、蒸気と
して漸増しつつ移送されて、高度の修正能力を保ちなが
ら精密な平衡修正を可能にする。移動重量およびこれと
関連する機構を有しないから、その使用速度はただ構造
上の考察からのみ制限されるに過ぎない。

平衡質量は対称的かつ円周方向に配置された室と室との
間で移送される。質量の移送は、対向する室内に含まれ
る流体間に温度差を作ることにより達成される。温度が
高い方の高い蒸気圧力は、蒸気を移送チューブを介して
この蒸気が凝縮される対向する低温の室に圧送する。

移送チューブのボート端は室内に位置するが、その状態
は補整器が回転していても静止していても流体がこのチ
ューブに流入して他の室内に通流しないように位置決め
される。よって蒸気のみが室と室との間で自由に移動し
ながら滞溜される。

対向する室内の流体間の温度差を作るには、加熱或は冷
却装置を単独もしくは組み合わせ使用することによって
実施される。必ずしもそれに限定するものではないが、
加熱或は冷却装置は抵抗加熱或はベルチェ効果による冷
却のような本質的に電気式のものを用いることができる
。周囲状態にさらされたフィン或は回旋部分のような装
置を室に配設して、平衡流体および蒸気へ、およびこれ
らから熱を放散、および吸収するように構成される。も
し電気式加熱或は冷却装置が用いられれば、電流は外部
の電気供給源からスリップリングを介して回転する補整
器に導通され、或は補整器自身に取り付けた電池から供
給を受けることもできる。

室の選択はスイッチ或はリレーのような外部手段により
、或は補整器内に装着された信号応答手段によって決め
られる。このような制御信号は、補整器との非回転要素
の直接の物理的接触を避けるため電磁式、音響式或は他
の非機械的装置を用いる。

普通型電子式振動測定装置は、適当する室が質量移送の
ために選択されるように不平衡量および不平衡位置を決
定する。

第１図は研削盤へのこの発明の代表的適用例を示す略図
である。補整器／はといし車２２に隣接して配設される
。振動変換器ｔおよび近接感知器２！；は振動の大きさ
および心棒の位置信号それぞれを電子装置３に提供する
。電子装置３はといし車２．２の不平衡量の位置および
量を指示する。このことは基準信号３に対する振動信号
の位相角を監視することによって実施され、この位相角
は不平衡量の円周方向の位置を示す。適正な補整器室が
選択されかつスリップリング２１を介して制御される。

成る適用例では、この補整器は第１図に示すように電子
装置３によって自動的に制御される。

第２図および第７図にはｑ室補整器形態および３室補整
器形態それぞれが略示されている。仕切り２３が室の末
端境界を定める。加熱要素９は各室を他室とは独立して
加熱させる。

第２図において、対向する室乙と室ざは移送チューブ１
０を介して相互室間で蒸気を連通ずる。

同様に、室Ｓと室７はチューブ／／を介して連通ずる。

第７図は別の実施例で、この場合はすべての室２が移送
チューブ２’ｌを介して相互に連通される。

第３図および第を図は第２図に示す型式の装置の横方向
および軸方向断面を示す。第を図において、対向する室
６および室ざはその詳細を第５図および第６図で示す波
形ホースから成る。室の回旋部分／Ｓは平衡流体／乙と
内側で接触しかつ周囲媒体と接触する増大した伝熱表面
を提供する。

電気絶縁物で覆われた加熱要素ワイヤタが回旋部分と回
旋部分との間で室をらせん状に取り巻く。

加熱要素導線がケーブル／ｑに束ねられてその末端はス
リップリング／ｇに接触するブラシに結合される。スリ
ップリングは補整器ノ１ウジング／の面部に取り付けら
れたスリップリングツ１ウジング２ノによって支持され
た軸受内にのる。これらのブラシは補整器とともに回転
するがリングは静止状態を保つ。静止スリップリングか
らの導線は図示しない動力供給・制御装置に接続された
ケーブル／７内に収納される。半径方向間隔を異にする
孔／３および／ＩＩは熱放散目的のため室を取り巻く、
空気のような周囲媒体を送入するのに用いられる。

第３図および第を図は、移送チューブ１０および／／が
室の立体幾何学的中心の近くにそれらの開口末端を位置
する状態を明示する。流体／乙はいずれの室もその全容
積の半分以上は収容しないようにこのシステムを部分的
にのみ充たす。よって流体／乙の液面レベルは、補整器
が回転していても或は静止していても移送チューブ１０
およびｌｌの開口端に達することはない。・流体に占め
られていない室の容積は回旋部分ｌｊによって提供され
た熱放散表面積をもつ蒸気凝縮器として機能する。

不平衡補整器の動作および構造についての上述の説明は
、平衡質量の蒸発および凝縮の原理を用いる特定の／実
施例について述べたものであることを理解されたい。平
衡装置内の平衡質量を空間的に移送或は再分布するため
に、平衡質量の蒸発および凝縮を達成する加熱、冷却、
超音波式、化学式或は他の装置のような任意の装置がこ
の発明の範囲内で実施できる。

この発明の実施態様を述べればつぎのとおりである。　
　−゛ ｌ、　相違状態をつくる前記装置が、前記流体およびそ
れに含まれる前記蒸気へ、およびこれらがら熱流を流動
させる装置を含む特許請求の範囲に記載の心棒装着型平
衡装置０ ２　前記室が、前記平衡流体および前記蒸気へ、および
これらから周囲媒体への熱を移送を助長するためにフィ
ンを具備する実施の態様第１項記載の心棒装着型平衡装
置。

３、　前記室が回旋型チューブで造られ、該回旋部分が
前記室内の前記流体と前記蒸気、および前記室の外部の
周囲媒体の両方に増大した表面積を提供する特許請求の
範囲に記載の心棒装着型平衡装置。

弘　前記室内の前記流体を加熱するために、好適に電気
絶縁されかつ前記室の周囲をらせん状に取り巻く電気加
熱要素ワイヤが配設される特許請求の範囲に記載の心棒
装着型平衡装置。

左　前記室間を連通ずるため前記室を接続する移送チュ
ーブ或は通路を具備する特許請求の範囲に記載の心棒装
着型平衡装置。

乙　（１）一般に円周方向に配置された室内に含まれる
流体に温度差を生ぜしめるために熱を加えおよび／除去
し、（２）前記温度差によって生じた流体蒸気圧力差に
より前記室間に前記流体の蒸気の流動を生じさせる工程
を含む心棒装着型平衡装置の平衡質量分配方法。

７（１）第１の前記室から蒸気を発生２せるため該室内
に含まれる平衡流体を加熱し、（２）前記蒸気を１つ以
上の前記室に移送し、（３）前記蒸気を冷却手段を用い
て他の前記室内で凝縮させる工程を含む実施の態様第６
項記載の心棒装着型平衡装置の平衡質量分配方法。

ざ　前記流体が、（１）前記室のほぼ立体幾何学中心に
蒸気連通装置のボート端を位置させ、（２）前記室の数
および教室の連結方法によって決定されるように、前記
室の全空虚容積の４以下の平均流体量をもって前記室を
充たすことにより、回転成は任意の位置における静止状
態の下において前記室内に滞溜される実施の態様第６項
記載の心棒装着型平衡装置の平衡質量分配方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は研削盤へのこの発明に係る心棒装着型平衡装置
の適用例、第一図はｔ室の補整器を含むこの発明に係る
装置の概要説明図、第３図および第１図はそれぞれ第２
図に示す型式の、装置の横方向および軸方向断面図、第
５図はこの発明に係る室の部分縦断面図、第６図は前記
室の部分外観図、第７図は３室の補整器を含む第、２図
と類似の該要説明図を示す。 ｌ・・・・・・補整器 ２・・・・・・駆動装置 ３・・・・・・電子装置 グ・・・・・・振動変換器 ｊ、　乙、７、ざ・・・・・・補整器室り・・・・・・
加熱要素 １０、／／・・・・・・移送チューブ ｌコ・・・・・・補整器室 ／３、／’Ｉ・・・・・・孔 ｌｊ・・・・・・回旋部分 ／≦・・・・・・平衡流体 ／７・・・・・・ケーブル　　　　　１ｇ・・・・・・
スリップリング１９・・・・・・ケーブル　　　　、２
０・・・・・・軸受−２／°゛°°゛スリツプリングハ
ウジングコ２・・川・といし車 、２３・・・・・・仕切り 、２１Ｉ・・・・・・移送チューブ ２よ・・・・・・近接感知器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ／、　心棒装着型平衡装置において、・・液相および蒸
   気相を有しかつ分配可能な平、衡質量として用いられる
   流体をもって部分的に満たされ、かつ相互間で前記流体
   の蒸気の自由な流通を許す装置によって接合された複数
   の円周方向に配置された室と、前記室間を前記流体の蒸
   気が通流するように前記室間に相違する状態をつくる装
   置とを含む心棒装着型平衡装置。