JP2007038390A - 遠心力釣合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転する面板上を、摺動する加工工具、或いは取り付け具を搭載した移動台に与えられた送り力、或いは締付力が、遠心力により減少するのを防ぐと共に、回転数及び移動台重心が、回転中心より変化しても連続的に遠心力に対抗する力を発生させる。
【解決手段】 回転する面板３上を摺動する加工工具、或いは取り付け具を搭載した移動台にシリンダ８を取り付け、移動台重量と移動台重心から回転中心までの距離と面板回転数を助変数として、時間と共に変化する遠心力を算出し、発生する遠心力に対抗するバランスシリンダに依る力を、比例電磁力リリーフ付き減圧弁１２で、連続的に圧力指示を電圧或いは電流を制御することで、遠心力に対抗する力を発生させる。
【選択図】図４

Description

発明の詳細な説明

本発明は、回転する面板装置に関し、面板上を求心方向や、遠心方向に摺動する加工工具、或いは取付具を搭載した移動台に関する回転装置に関する。

従来では、遠心力に対抗する為に、予め送り装置、或いは取付具装置の容量を大きくして、遠心力に対抗した残りの力で、送り力或いは締付力としていた。

発明が解決しようとする課題

１．面板中心に、移動台が回転している状態で、求心方向で加工或いは締付する時に、遠心力の為に、加工力或いは締付力が減少し、残りの力しか用いられなくなる。
それを防ぐ為に、遠心力に対抗する力を別に、シリンダー装置を取付け送り力、或いは締付力の低下を防ぐ。
２．移動体重量がわかっていて、移動台重心と回転中心までの距離、及び面板の回転数が変化し、遠心力が増減しても、連続的に遠心力に対抗する力を作用させる。

課題を解決するための手段

目的を達成すべく、本発明は、問題を解決する手段として、次の構成をとる。回転する主軸端面に、取り付けられた面板上を、加工工具或いは、取付具を搭載した移動台が、求心方向或いは遠心方向に、摺動する装置において、遠心方向にシリンダを配置し、遠心力と対抗できる力を発生させる為、シリンダ内に、連続的に圧力を持った流体を送り、遠心力が移動台の送り力、或いは取付具の締付力の減少を、防ぐ力を発生させる。
この状況の例として、回転している主軸１の端面に取り付けられた面板３上を送り伝達軸２によって駆動された歯車、４、５、６、小歯車７によって、ラック付き移動台８が、求心方向、遠心方向に摺動する時、変化しながら遠心力が発生する。
その時に、面板３に固定されたピストン１０に、油圧ポンプ１４から供給された、油圧を変動する遠心力Ｆに対抗する力を、連続的に変化する圧力Ｐを得る為に、比例電磁式リリーフ付き減圧弁を制御した油圧を、回転継ぎ手１１からピストン１０通りシリンダを内蔵した移動台８に加圧して、遠心力に対抗する力を発生させる。
又、遠心力は、面板回転数Ｎと、面板回転中心から移動台の重心までの距離Ｌとの関係で変化する為、以下の計算式によって、連続的に比例電磁式リリーフ付き減圧弁１２の制御電圧１９を制御する。
制御圧力Ｐｋｇｆ／ｃｍ^２は遠心力Ｆｋｇｆ、移動台重量Ｗｋｇｆ，面板回転中心から移動台重心までの距離Ｌｃｍ、角速度ωｒａｄ／ｓｅｃ、重力ｇ＝９８０ｃｍ／ｓｅｃ^２、シリンダ面積Ａｃｍ^２として
遠心力Ｆ＝Ｗ・Ｌ・ω^２／ｇ，Ｐ＝Ｆ／Ａとして
制御圧力Ｐｋｇｆ／ｃｍ^２として求める事ができる。
移動台の位置や、面板の回転数が、時間的に変化する場合、上記の式で制御電圧、或いは制御電流を指示することで、制御圧力Ｐを常に変化させて、遠心力と対抗する力を発生させる。

遠心及び求心方向に、摺動する工具を搭載した移動台を回転すると、遠心力が発生する。遠心力をバランスシリンダで受けるので、本来の送り力或いは取付力が、遠心力の影響を受けず十分使用でき、加工力として使用した場合、安定した加工力と加速度が得ることができ、良好な加工形状と表面粗度を得ることができる。
送り装置等に遠心力が作用しないので、強度が剛性が向上し装置寿命も延びる。

発明の効果

本発明は、以上の説明をした様な構造により、遠心力の影響を、送り装置或いは取付具から排除することで、次の様な効果を得ることが出来る。
１．送り力或いは、取付力が回転数や取付位置の遠心力の影響がなくなり、剛性も増し、加工力、加工精度が向上する。
２．加工力が、遠心力によって減ることがなく、加工条件の向上が計れ、生産性を上げることができる。
３．遠心力に対するバランスシリンダ力に依り、送り装置や工具の大型化が可能になり、加工製品の大型化と、新分野の製品にも、応用できる様に成る。
４．送り装置においてサーボ制御等での加速力、送り力の無駄がなくなり、装置容量を小さくできる。
５．装置容量が小さくできることで、関係部材等を小さくでき、機械価格を下げることが出来る。
６．遠心力に対抗する装置が、高価なものから安価な装置で済み、機械価格を下げることができる。
７．遠心力の無駄な力の影響がなくなり装置の寿命が延びる。

面板内移動台送り装置における、バランスシリンダの断面上面図 面板内移動台送り装置における正面図 面板内移動台送り装置における送り装置断面側面展開図 遠心力対抗用油圧回路系統図

符号の説明

１．主軸
２．送り用伝達軸
３．面板
４．太陽歯車
５．中間歯車ａ
６．中間歯車ｂ
７．小歯車
８．移動台（シリンダ）
９．移動台用押え板
１０．ピストン（遠心力対抗用）
１１．回転継ぎ手
１２．比例電磁式リリーフ付き減圧弁
１３．リリーフ弁
１４．油圧ポンプ
１５．フィルター
１６．電動機
１７．タンク
１８．圧力計
１９．Ｗ，Ｌ，Ｎによって発生した遠心力に対抗する力を、シリンダ圧力指示する制御電圧、或いは制御電流（アンプが付いていない場合）
ＣＷ．時計回り回転
ＣＣＷ．反時計回り回転
Ｗ．移動台重量：ｋｇｆ
Ｎ．面板の毎分回転数：ｒｐｍ
Ｌ．面板回転中心から移動台重心までの距離：ｃｍ
Ｄ．シリンダ径：ｃｍ
ｇ．重力：９８０ｃｍ／ｓｅｃ^２
π．円周率：３．１４１５９
Ｐ．制御圧力：ｋｇｆ／ｃｍ^２
Ｆ．遠心力：ｋｇｆ
ω．角速度：ω＝２π・Ｎ／６０：ｒａｄ／ｓｅｃ
Ａ．シリンダ面積：Ａ＝π・Ｄ^２／４：ｃｍ^２

Claims (1)

1. 回転させる面板上に、加工工具、或いは取付具を搭載し、摺動する移動台を備えた装置において、回転により発生した遠心力で、回転中心方向に作用させる加工力、或いは締付力が減少する。この状態を解消する為に、変化する移動台重心から回転中心までの距離と、変化する面板回転数に依って、発生した変動する遠心力に、対向する力を連続的に作用させる装置である。

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