(57)【要約】【課題】簡易な構成で、回転体のバランス調整時間を短縮することが可能な回転体のバランス調整装置を提供すること。【解決手段】回転体に取り付けられ、回転体の回転バランスを調整する回転体のバランス調整装置は、回転体と一緒に回転するとともに磁性材料で形成され複数の突極部１２を有するコア１１と、突極部１２に巻回されるコイル１３と、突極部１２に吸引されるバランス調整用の永久磁石片１４とを備えている。永久磁石片１４は、複数の突極部１２に沿って移動可能となっている。【選択図】図３
2010038335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に取り付けられ、前記回転体の回転バランスを調整する回転体のバランス調整装置において、
前記回転体と一緒に回転するとともに磁性材料で形成され複数の突極部を有するコアと、前記突極部に巻回されるコイルと、前記突極部に吸引されるバランス調整用の永久磁石片とを備え、
前記永久磁石片は、複数の前記突極部に沿って移動可能であることを特徴とする回転体のバランス調整装置。
【請求項２】
前記コイルとして、それぞれ位相の異なる電流が供給されるＵ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを備え、
前記突極部として、前記Ｕ相コイルが巻回されるＵ相突極部と、前記Ｖ相コイルが巻回されるＶ相突極部と、前記Ｗ相コイルが巻回されるＷ相突極部とを備え、
前記Ｕ相突極部と前記Ｖ相突極部と前記Ｗ相突極部とがこの順番で周方向で隣り合うように配置されていることを特徴とする請求項１記載の回転体のバランス調整装置。
【請求項３】
前記Ｕ相突極部と前記Ｖ相突極部と前記Ｗ相突極部とを有する複数の突極部組と、前記突極部組と同じ数の前記永久磁石片とを備え、
複数の前記突極部組ごとに異なる前記Ｕ相コイル、前記Ｖ相コイルおよび前記Ｗ相コイルが巻回され、
複数の前記永久磁石片のそれぞれは、１組の前記突極部組を構成する前記Ｕ相突極部、前記Ｖ相突極部および前記Ｗ相突極部に沿って移動可能であることを特徴とする請求項２記載の回転体のバランス調整装置。
【請求項４】
前記コアが固定されるとともに前記回転体に固定される本体部材を備え、
前記本体部材には、複数の前記永久磁石片のそれぞれが配置されるとともに前記永久磁石片を案内する案内凹部と、複数の前記突極部組のそれぞれが配置される配置凹部とが複数形成されていることを特徴とする請求項３記載の回転体のバランス調整装置。
【請求項５】
複数の前記突極部は、径方向の外側に突出するように放射状に形成され、
前記永久磁石片は、前記突極部の径方向外方に配置されていることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の回転体のバランス調整装置。
【請求項６】
前記コアが固定されるとともに前記回転体に固定される本体部材を備え、
前記本体部材には、前記コアが配置される配置凹部が形成され、前記本体部材の、前記配置凹部よりも径方向外側部分には、前記永久磁石片が配置されるとともに前記永久磁石片を周方向へ案内する案内凹部が形成されていることを特徴とする請求項５記載の回転体のバランス調整装置。
【請求項７】
前記永久磁石片の長さは、複数の前記突極部の径方向外側端の周方向における間隔と略等しいことを特徴とする請求項５または６記載の回転体のバランス調整装置。
【請求項８】
複数の前記突極部は、径方向の外側に突出するように放射状に形成されるとともに、円周方向で隣り合う前記突極部同士が軸方向でずれるように形成されていることを特徴とする請求項１から７いずれかに記載の回転体のバランス調整装置。
【請求項９】
請求項１から８いずれかに記載の回転体のバランス調整装置と、前記回転体のバランス調整装置が取り付けられる主軸とを備えることを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体のバランス調整装置および工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工作機械の主軸に取り付けられ、主軸を含む回転体の回転バランスを調整するバランス調整装置が知られている。この種のバランス調整装置として、バランスウエイトとなる磁性流体を電磁石によって所定の位置まで移動させて、回転体のアンバランスを打ち消すバランス調整装置が本出願人によって提案されている（たとえば、特許文献１参照）。このバランス調整装置では、磁性流体と電磁石とによって、回転体のバランスを調整しているため、バランス調整装置の構成を簡素化することが可能である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２３０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のバランス調整装置では、使用される磁性流体の粘度が高いと、バランス調整時の磁性流体の移動に時間がかかる。そのため、回転体のバランス調整に時間がかかり、迅速なバランス調整が困難になる状況が生じ得る。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、簡易な構成で、回転体のバランス調整時間を短縮することが可能な回転体のバランス調整装置、および、この回転体のバランス調整装置を備える工作機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、回転体に取り付けられ、回転体の回転バランスを調整する回転体のバランス調整装置において、回転体と一緒に回転するとともに磁性材料で形成され複数の突極部を有するコアと、突極部に巻回されるコイルと、突極部に吸引されるバランス調整用の永久磁石片とを備え、永久磁石片は、複数の突極部に沿って移動可能であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の回転体のバランス調整装置では、突極部に吸引されるバランス調整用の永久磁石片が、コイルが巻回される複数の突極部に沿って移動可能となっている。そのため、コイルに通電を行うことで磁化される突極部と永久磁石片との間に生じる吸引力および反発力を利用して、バランス調整用の永久磁石片を突極部に沿って迅速に移動させることが可能になる。したがって、本発明では、コイルが巻回される突極部と永久磁石片とを利用した簡易な構成で、回転体のバランス調整時間を短縮することが可能になる。
【０００８】
本発明において、回転体のバランス調整装置は、コイルとして、それぞれ位相の異なる電流が供給されるＵ相コイルとＶ相コイルとＷ相コイルとを備え、突極部として、Ｕ相コイルが巻回されるＵ相突極部と、Ｖ相コイルが巻回されるＶ相突極部と、Ｗ相コイルが巻回されるＷ相突極部とを備え、Ｕ相突極部とＶ相突極部とＷ相突極部とがこの順番で周方向で隣り合うように配置されていることが好ましい。このように構成すると、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの通電状態を順次、切り替えていくことで、永久磁石片を突極部に沿って迅速に移動させることが可能になる。
【０００９】
本発明において、回転体のバランス調整装置は、Ｕ相突極部とＶ相突極部とＷ相突極部とを有する複数の突極部組と、突極部組と同じ数の永久磁石片とを備え、複数の突極部組ごとに異なるＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルが巻回され、複数の永久磁石片のそれぞれは、１組の突極部組を構成するＵ相突極部、Ｖ相突極部およびＷ相突極部に沿って移動可能であることが好ましい。このように構成すると、複数の突極部組を利用して、複数の永久磁石片を個別に移動させることができる。したがって、複数の永久磁石片を用いて、回転体の回転バランスを精度良く調整することが可能になる。
【００１０】
本発明において、回転体のバランス調整装置は、コアが固定されるとともに回転体に固定される本体部材を備え、本体部材には、複数の永久磁石片のそれぞれが配置されるとともに永久磁石片を案内する案内凹部と、複数の突極部組のそれぞれが配置される配置凹部とが複数形成されていることが好ましい。このように形成すると、案内凹部によって、永久磁石片を突極部に沿って適切に移動させることができる。また、配置凹部によって、突極部組間の磁束の干渉を防止することが可能になる。
【００１１】
本発明において、複数の突極部は、径方向の外側に突出するように放射状に形成され、永久磁石片は、突極部の径方向外方に配置されていることが好ましい。このように構成すると、回転体のバランス調整装置を軸方向で小型化することができる。また、永久磁石片が持つイナーシャ（慣性）が大きくなるため、回転体のアンバランス量が大きい場合であっても、回転体の回転バランスを調整することが可能になる。
【００１２】
本発明において、回転体のバランス調整装置は、コアが固定されるとともに回転体に固定される本体部材を備え、本体部材には、コアが配置される配置凹部が形成され、本体部材の、配置凹部よりも径方向外側部分には、永久磁石片が配置されるとともに永久磁石片を周方向へ案内する案内凹部が形成されていることが好ましい。このように構成すると、案内凹部によって、永久磁石片を周方向へ適切に移動させることができる。
【００１３】
本発明において、永久磁石片の長さは、複数の突極部の径方向外側端の周方向における間隔と略等しいことが好ましい。このように構成すると、１個の突極部と永久磁石片との間に生じる吸引力および反発力を有効に利用することができる。したがって、永久磁石片を突極部に沿ってより迅速、かつ、適切に移動させることが可能になる。
【００１４】
本発明において、複数の突極部は、径方向の外側に突出するように放射状に形成されるとともに、円周方向で隣り合う突極部同士が軸方向でずれるように形成されていることが好ましい。このように構成すると、突極部に巻回されるコイルの巻回数を増やすことができ、突極部と永久磁石片との間に生じる吸引力や反発力を高めることができる。
【００１５】
本発明の回転体のバランス調整装置は、このバランス調整装置が取り付けられる主軸を備える工作機械に用いることができる。この工作機械では、コイルが巻回される突極部と永久磁石片とを利用した簡易な構成で、主軸を含む回転部分のバランス調整時間を短縮することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の回転体のバランス調整装置および工作機械では、コイルが巻回される突極部と永久磁石片とを利用した簡易な構成で、回転体のバランス調整時間を短縮することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（工作機械の概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる工作機械１の一部分を示す側面図である。
【００１９】
本形態の工作機械１は、たとえば、所定のワーク（図示省略）の切削等を行う旋盤、フライス盤、研削盤あるいはマシニングセンタである。特に、本形態の工作機械１は、たとえば、内径４０μｍ、外径１００μｍであるステンレス鋼管や、径が６０μｍである金属棒材等の小径かつ小型のワークの加工に適したものであり、また、卓上への設置が可能な小型のものである。
【００２０】
この工作機械１は、図１に示すように、ワークに当接して加工を行う工具またはワークが固定される回転軸（主軸）２と、主軸２を含む回転体３の回転バランスを調整する回転体のバランス調整装置４（以下、「バランス調整装置４」とする。）と、バランス調整装置４で使用する電気を発生させるための発電機構５を構成する発電用基板６とを備えている。なお、本形態では、工具（またはワーク）および主軸２等から、バランス調整装置４によって回転バランスが調整される回転体３が構成されている。
【００２１】
上述のように、本形態の工作機械１では、小径かつ小型のワークに対して切削等を行うため、工作機械１には高い回転精度が要求される。たとえば、工作機械１では、回転体３の回転振れを０．１μｍ未満に抑える必要があり、バランス調整装置４で回転体３の回転バランスの調整を行うことで、回転体３の回転振れがその値未満に抑制されている。
【００２２】
主軸２は、モータ（図示省略）に連結され、また、軸受（図示省略）に回転可能に支持されている。本形態の主軸２は、モータによって高速回転するように構成されており、たとえば、５００００ｒｐｍで回転する。また、バランス調整装置４は、全体として略円筒状に形成されており（図２参照）、その内周側に主軸２が挿通された状態で主軸２に固定されている。このバランス調整装置４の詳細な構成は後述する。
【００２３】
発電用基板６は、工作機械１の本体フレーム（図示省略）に取り付けられるブラケット７に固定されている。発電用基板６およびブラケット７には、主軸２の一部が挿通される貫通孔６ａ、７ａが形成されている。また、発電用基板６には、バランス調整装置４を構成する後述の基板１６に実装された２次巻線と協働して、バランス調整装置４で使用する電気を発生させるための１次巻線が実装されている。この１次巻線は、主軸２の軸方向で２次巻線と対向するように発電用基板６に実装されている。本形態では、１次巻線に、所定の周波数で変化する交番電流（交流）が供給されることで、１次巻線と２次巻線との相互誘導を利用した発電が行われる。すなわち、発電用基板６に実装された１次巻線と基板１６に実装された２次巻線等によって、非接触式の発電機構５が構成されている。
【００２４】
（バランス調整装置の構成）
図２は、図１に示すバランス調整装置４の分解斜視図である。図３は、図２に示すコア１１および本体部材１５等を先端側から示す図である。図４は、図２に示すコア１１およびコイル１３の斜視図である。なお、以下の説明では、主軸２の軸方向を「軸方向」、主軸２の径方向を「径方向」と、主軸２の円周方向を「円周方向」とする。また、軸方向のうち、図３のＺ１方向を「先端側」、図３のＺ２方向を「後端側」とする。さらに、図３の時計方向を「時計方向」、図３の反時計方向を「反時計方向」とする。
【００２５】
バランス調整装置４は、図２に示すように、主軸２とともに回転するコア１１と、コア１１に形成される複数の突極部１２に巻回されるコイル１３と、バランス調整用の永久磁石片１４（以下、「磁石片１４」とする。）と、主軸２に固定される本体部材１５と、バランス調整装置４を駆動、制御するための複数の基板１６とを備えている。
【００２６】
コア１１は、磁性材料で形成されている。このコア１１は、図４に示すように、略円筒状に形成される基部１７を備えている。基部１７には、本体部材１５に対してコア１１を位置決めするための凹部１７ａが形成されている。具体的には、基部１７の外周面から径方向内側に向かって窪む凹部１７ａが略１２０°ピッチで３箇所に形成されている。
【００２７】
突極部１２は、基部１７の外周面から径方向の外側に向かって突出する放射状に形成されている。本形態では、１８本の突極部１２がコア１１に形成されている。具体的には、３個の凹部１７ａ間のそれぞれに６本の突極部１２が形成されている。本形態では、凹部１７ａ間の６本の突極部１２のそれぞれによって、３組の突極部組１８が構成されている。なお、以下では、３組の突極部組１８を個別に表す場合には、図３に示すように、左上方に配置される突極部組１８を「第１突極部組１８Ａ」、反時計方向で第１突極部組１８Ａと隣り合う突極部組１８を「第２突極部組１８Ｂ」、時計方向で第１突極部組１８Ａと隣り合う突極部組１８を「第３突極部組１８Ｃ」とする。
【００２８】
突極部１２は、細長い直方体状に形成されている。本形態では、図４に示すように、円周方向で隣り合う突極部１２同士が軸方向でずれるように、１８本の突極部１２が形成されている。すなわち、円周方向で隣り合う突極部１２の一方がわずかに先端側に配置され、他方がわずかに後端側に配置されて、円周方向で隣り合う突極部１２が軸方向で交互にずれるように、１８本の突極部１２が形成されている。
【００２９】
コイル１３は、上述のように、突極部１２に巻回されている。本形態では、突極部組１８を構成する６本の突極部１２のうちの２本の突極部１２に１本のコイル１３が巻回されている。すなわち、１組の突極部組１８には、３本のコイル１３が巻回されている。具体的には、突極部組１８を構成する６本の突極部１２のうちの、２本おきの２本の突極部１２に１本のコイル１３が巻回されている。
【００３０】
たとえば、第１突極部組１８Ａでは、反時計方向端に配置される突極部１２Ａ１とこの突極部１２Ａ１から時計方向に向かって３本目に配置される突極部１２Ａ４とに１本のコイル１３ＡＵが巻回され、時計方向において、突極部１２Ａ１、１２Ａ４の隣に配置される突極部１２Ａ２、１２Ａ５に１本のコイル１３ＡＶが巻回され、時計方向において、突極部１２Ａ２、１２Ａ５の隣に配置される突極部１２Ａ３、１２Ａ６に１本のコイル１３ＡＷが巻回されている。
【００３１】
同様に、第２突極部組１８Ｂでは、反時計方向端に配置される突極部１２Ｂ１とこの突極部１２Ｂ１から時計方向に向かって３本目に配置される突極部１２Ｂ４とに１本のコイル１３ＢＵが巻回され、時計方向において、突極部１２Ｂ１、１２Ｂ４の隣に配置される突極部１２Ｂ２、１２Ｂ５に１本のコイル１３ＢＶが巻回され、時計方向において、突極部１２Ｂ２、１２Ｂ５の隣に配置される突極部１２Ｂ３、１２Ｂ６に１本のコイル１３ＢＷが巻回されている。
【００３２】
また、第３突極部組１８Ｃでは、反時計方向端に配置される突極部１２Ｃ１とこの突極部１２Ｃ１から時計方向に向かって３本目に配置される突極部１２Ｃ４とに１本のコイル１３ＣＵが巻回され、時計方向において、突極部１２Ｃ１、１２Ｃ４の隣に配置される突極部１２Ｃ２、１２Ｃ５に１本のコイル１３ＣＶが巻回され、時計方向において、突極部１２Ｃ２、１２Ｃ５の隣に配置される突極部１２Ｃ３、１２Ｃ６に１本のコイル１３ＣＷが巻回されている。
【００３３】
本形態では、コイル１３ＡＵ、１３ＡＶ、１３ＡＷには、それぞれ位相が異なる電流が供給される（電圧が印加される）。同様に、コイル１３ＢＵ、１３ＢＶ、１３ＢＷには、それぞれ位相が異なる電流が供給され、コイル１３ＣＵ、１３ＣＶ、１３ＣＷには、それぞれ位相が異なる電流が供給される。すなわち、本形態のコイル１３ＡＵ、１３ＢＵ、１３ＣＵはＵ相コイルであり、コイル１３ＡＶ、１３ＢＶ、１３ＣＶはＶ相コイルであり、コイル１３ＡＷ、１３ＢＷ、１３ＣＷはＷ相コイルである。
【００３４】
また、本形態の突極部１２Ａ１、１２Ａ４、１２Ｂ１、１２Ｂ４、１２Ｃ１、１２Ｃ４は、Ｕ相コイルが巻回されるＵ相突極部であり、突極部１２Ａ２、１２Ａ５、１２Ｂ２、１２Ｂ５、１２Ｃ２、１２Ｃ５は、Ｖ相コイルが巻回されるＶ相突極部であり、コイル１２Ａ３、１２Ａ６、１２Ｂ３、１２Ｂ６、１２Ｃ３、１２Ｃ６は、Ｗ相コイルが巻回されるＷ相突極部である。
【００３５】
磁石片１４は、たとえば、ネオジウム磁石あるいはサマリウムコバルト磁石等の希土類磁石であり、細長い直方体の棒状に形成されている。この磁石片１４は、長手方向の一端がＮ極となり、他端がＳ極となるように着磁されている。また、磁石片１４の長さは、突極部１２の径方向外側端の円周方向における間隔Ｐ（図３参照）と同じか、あるいは、間隔Ｐよりもわずかに短くなっている。本形態のバランス調整装置４は、突極部組１８の組数と同じ数の磁石片１４を備えている。すなわち、バランス調整装置４は、３個の磁石片１４を備えている。なお、磁石片１４は、細長い円柱状または楕円柱状に形成されても良い。また、磁石片１４の長さは、間隔Ｐよりもわずかに長くなっていても良い。
【００３６】
本体部材１５は、後端側が底面となる略有底円筒状に形成されている。この本体部材１５は、外周面を構成する外筒部１５ａと、径方向の内側に配置される円筒状の内筒部１５ｂと、外筒部１５ａと内筒部１５ｂとの間に配置される円筒状の中間筒部１５ｃと、外筒部１５ａから径方向内側に向かって形成される３個の仕切壁部１５ｄとを備えている（図２参照）。内筒部１５ｂの内周側は主軸２が挿通される貫通孔となっており、この貫通孔に主軸２が固定されている。内筒部１５ｂの後端と中間筒部１５ｃの後端との間、および、中間筒部１５ｃと外筒部１５ａとの間には、円環状の底面が形成されている。仕切壁部１５ｄは、中間筒部１５ｃを貫くように略１２０°ピッチで形成されている。また、仕切壁部１５ｄと内筒部１５ｂとの間に隙間が形成されている。
【００３７】
本形態では、内筒部１５ｂと中間筒部１５ｃと仕切壁部１５ｄとによって、３組の突極部組１８のそれぞれが配置される略円弧状の３個の配置凹部１５ｅが形成されている。また、外筒部１５ａと中間筒部１５ｃと仕切壁部１５ｄとによって、３個の磁石片１４のそれぞれが配置されるとともに磁石片１４を円周方向へ案内する３個の案内凹部１５ｆが形成されている。すなわち、本体部材１５の、配置凹部１５ｅよりも径方向外側部分には、３個の配置凹部１５ｅのそれぞれに対応するように、案内凹部１５ｆが形成されている。
【００３８】
コア１１は、本体部材１５の底面に配置されるスペーサ２０（図２参照）の軸方向端面に当接した状態で、本体部材１５に固定されている。また、コア１１は、本体部材１５の内部に配置されている。コア１１が本体部材１５に固定された状態では、図３に示すように、仕切壁部１５ｄの内周端が凹部１７ａに当接しており、コア１１は本体部材１５に対して径方向および円周方向で位置決めされている。また、コア１１が本体部材１５に固定された状態では、突極部組１８は、配置凹部１５ｅの中に配置されている。具体的には、突極部１２の径方向外側端が中間筒部１５ｃの内周面に当接した状態あるいはわずかに隙間をあけた状態で、突極部組１８が配置凹部１５ｅの中に配置されている。
【００３９】
磁石片１４は、その長手方向が円周方向を向くように、案内凹部１５ｆに配置されている。すなわち、磁石片１４は、突極部１２の径方向外方に配置されている。具体的には、３組の突極部組１８のそれぞれの径方向外方に１個の磁石片１４が配置されている。
【００４０】
コイル１３に電流が供給されると、突極部１２が磁化される。そのため、コイル１３に流れる電流の方向によって、突極部１２と磁石片１４との間に吸引力あるいは反発力が生じる。本形態では、突極部１２と磁石片１４との間に生じる吸引力と反発力とによって、磁石片１４が、突極部１２の径方向外側端に沿って円周方向に移動可能となっている。具体的には、図３に示すように、１個の磁石片１４は、１組の突極部組１８を構成する６本の突極部１２に沿って移動可能となっている。
【００４１】
基板１６は、略円板状に形成されるとともに、その中心部分には、主軸２が挿通される貫通孔が形成されている。基板１６には、回転体３のアンバランス量を検出するためのアンバランス検出回路と、コイル１１に電流を供給するためのコイル駆動回路と、各種の制御を行うための制御回路が形成されている。また、基板１６には、回転体３のアンバランス量を検出するためのアンバランス検出素子２１や各種の演算を行うためのＣＰＵ２２等が実装されている。また、最も後端側に配置される基板１６には、上述の発電用基板６に実装される１次巻線と協働して、バランス調整装置４で使用する電気を発生させるための２次巻線が、軸方向で１次巻線と対向するように実装されている。
【００４２】
図２に示すように、本体部材１５の先端には、本体部材１５の内部に配置されるコア１１および磁石片１４を覆う円板状の蓋２３が固定されている。また、本体部材１５の後端には、基板１６の外周側を覆う円筒状の基板カバー２４が固定されている。
【００４３】
（バランス調整装置の制御方法）
図５、図６は、図１に示すバランス調整装置４の制御方法の一例を示すフローチャートである。図７は、図２に示すコイル１３に印加される電圧波形の一例を示す図である。
【００４４】
以上のように構成されたバランス調整装置４は、以下のように制御されて、回転体３の回転バランスの調整が行われる。
【００４５】
本形態では、回転体３の回転バランスの調整は、主軸２を回転させた状態で行う。すなわち、主軸２を回転させながら、まず、アンバランス検出回路等によって測定される回転体３のアンバランス量が所定の閾値内であるか否かを制御回路が判断する（ステップＳ１）。アンバランス量が所定の閾値内である場合には、回転体３のバランス調整が不要であるため、バランス調整装置４による回転体３のバランス調整が終了する。
【００４６】
一方、アンバランス量が所定の閾値よりも大きい場合には、回転体３のバランス調整を行うため、制御回路等は、第１突極部組１８Ａに巻回されたコイル１３ＡＵ、１３ＡＶ、１３ＡＷにこの順番に通電を行う（ステップＳ２）。本形態では、ステップＳ２において、コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷに流れる電流の向きが一定周期で変わるように、図７に示すような位相の異なる矩形波状の一定電圧がコイル１３ＡＵ〜１３ＡＷに印加されて、コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷに順次、電流が供給される。
【００４７】
コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷに順次、電流が供給されると、第１突極部組１８Ａを構成する突極部１２の径方向外側端の磁極は、周期的にかつ交互にＮ極とＳ極とに変わる。そのため、この突極部１２と磁石片１４との間に吸引力あるいは反発力が生じて、磁石片１４が突極部１２に沿って時計方向へ移動する。なお、本形態では、突極部１２の径方向外側端の磁極が交互にＮ極とＳ極とに変わるため、移動する磁石片１４は、２個の突極部１２間で停止する。具体的には、２個の突極部１２間で一方の突極部１２に吸着された状態で、磁石片１４が停止する。
【００４８】
また、コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷに通電を行いながら、制御回路は、回転体３のアンバランス量が所定の閾値内であるか否かを判断する（ステップＳ３）。アンバランス量が所定の閾値内である場合には、コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷへの通電が停止されて、回転体３のバランス調整が終了する。一方、アンバランス量が所定の閾値よりも大きい場合には、コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷへの通電が完了したか否かを判断する（ステップＳ４）。具体的には、第１突極部組１８Ａの時計方向端まで磁石片１４が移動するように、コイル１３ＡＵ、１３ＡＶ、１３ＡＷ、１３ＡＵ、１３ＡＶ、１３ＡＷの順番での通電が完了したか否か（すなわち、Ｕ相コイル１３ＡＵ、Ｖ相コイル１３ＡＶおよびＷ相コイル１３ＡＷのそれぞれへの２周期分の通電が完了した否か）を判断する。
【００４９】
コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷへの通電が完了していない場合には、ステップＳ２へ戻る。一方、コイル１３ＡＵ〜１３ＡＷへの通電が完了している場合には、ステップＳ２と同様に、第２突極部組１８Ｂに巻回されたコイル１３ＢＵ、１３ＢＶ、１３ＢＷにこの順番に通電を行う（ステップＳ５）。コイル１３ＢＵ〜１３ＢＷに順次、電流が供給されると、第２突極部組１８Ｂを構成する突極部１２の径方向外側端の磁極がＮ極とＳ極とに交互に変わり、第２突極部組１８Ｂを構成する突極部１２に沿って、磁石片１４が時計方向へ移動する。
【００５０】
また、コイル１３ＢＵ〜１３ＢＷに通電を行いながら、制御回路は、回転体３のアンバランス量が所定の閾値内であるか否かを判断する（ステップＳ６）。アンバランス量が所定の閾値内である場合には、コイル１３ＢＵ〜１３ＢＷへの通電が停止されて、回転体３のバランス調整が終了する。
【００５１】
一方、アンバランス量が所定の閾値よりも大きい場合には、ステップＳ４と同様に、コイル１３ＢＵ〜１３ＢＷへの通電が完了したか否かを判断し（ステップＳ７）、コイル１３ＢＵ〜１３ＢＷへの通電が完了していない場合には、ステップＳ５へ戻る。また、コイル１３ＢＵ〜１３ＢＷへの通電が完了している場合には、ステップＳ２と同様に、第３突極部組１８Ｃに巻回されたコイル１３ＣＵ、１３ＣＶ、１３ＣＷにこの順番に通電を行う（ステップＳ８）。コイル１３ＣＵ〜１３ＣＷに順次、電流が供給されると、第３突極部組１８Ｃを構成する突極部１２に沿って、磁石片１４が時計方向へ移動する。
【００５２】
また、コイル１３ＣＵ〜１３ＣＷに通電を行いながら、制御回路は、回転体３のアンバランス量が所定の閾値内であるか否かを判断する（ステップＳ９）。アンバランス量が所定の閾値内である場合には、コイル１３ＣＵ〜１３ＣＷへの通電が停止されて、回転体３のバランス調整が終了する。一方、アンバランス量が所定の閾値よりも大きい場合には、ステップＳ４等と同様に、コイル１３ＣＵ〜１３ＣＷへの通電が完了したか否かを判断する（ステップＳ１０）。コイル１３ＣＵ〜１３ＣＷへの通電が完了していない場合には、ステップＳ８へ戻る。
【００５３】
一方、コイル１３ＣＵ〜１３ＣＷへの通電が完了している場合には、ステップＳ２とほぼ同様に、第１突極部組１８Ａに巻回されたコイル１３ＡＷ、１３ＡＶ、１３ＡＵにこの順番に通電を行う（ステップＳ１１）。すなわち、ステップＳ２とは逆の順番で、コイル１３ＡＷ〜１３ＡＵに電流を供給する。コイル１３ＡＷ〜１３ＡＵに順次、電流が供給されると、第１突極部組１８Ａの突極部１２に沿って磁石片１４が反時計方向へ移動する。
【００５４】
また、コイル１３ＡＷ〜１３ＡＵに通電を行いながら、制御回路は、回転体３のアンバランス量が所定の閾値内であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。アンバランス量が所定の閾値内である場合には、コイル１３ＡＷ〜１３ＡＵへの通電が停止されて、回転体３のバランス調整が終了する。一方、アンバランス量が所定の閾値よりも大きい場合には、ステップＳ４等と同様に、コイル１３ＡＷ〜１３ＡＵへの通電が完了したか否かを判断し（ステップＳ１３）、コイル１３ＡＷ〜１３ＡＵへの通電が完了していない場合には、ステップＳ１１へ戻る。
【００５５】
一方、コイル１３ＡＷ〜１３ＡＵへの通電が完了している場合には、ステップＳ１１と同様に、第２突極部組１８Ｂに巻回されたコイル１３ＢＷ、１３ＢＶ、１３ＢＵにこの順番に通電を行う（ステップＳ１４）。コイル１３ＢＷ〜１３ＢＵに順次、電流が供給されると、第２突極部組１８Ｂの突極部１２に沿って、磁石片１４が反時計方向へ移動する。
【００５６】
また、コイル１３ＢＷ〜１３ＢＵに通電を行いながら、制御回路は、回転体３のアンバランス量が所定の閾値内であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。アンバランス量が所定の閾値内である場合には、コイル１３ＢＷ〜１３ＢＵへの通電が停止されて、回転体３のバランス調整が終了する。一方、アンバランス量が所定の閾値よりも大きい場合には、ステップＳ４等と同様に、コイル１３ＢＷ〜１３ＢＵへの通電が完了したか否かを判断し（ステップＳ１６）、コイル１３ＢＷ〜１３ＢＵへの通電が完了していない場合には、ステップＳ１４へ戻る。
【００５７】
一方、コイル１３ＢＷ〜１３ＢＵへの通電が完了している場合には、ステップＳ１１と同様に、第３突極部組１８Ｃに巻回されたコイル１３ＣＷ、１３ＣＶ、１３ＣＵにこの順番に通電を行う（ステップＳ１７）。コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵに順次、電流が供給されると、第３突極部組１８Ｃの突極部１２に沿って、磁石片１４が反時計方向へ移動する。
【００５８】
また、コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵに通電を行いながら、制御回路は、回転体３のアンバランス量が所定の閾値内であるか否かを判断する（ステップＳ１８）。アンバランス量が所定の閾値内である場合には、コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵへの通電が停止されて、回転体３のバランス調整が終了する。一方、アンバランス量が所定の閾値よりも大きい場合には、ステップＳ４等と同様に、コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵへの通電が完了したか否かを判断し（ステップＳ１９）、コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵへの通電が完了していない場合には、ステップＳ１７へ戻る。
【００５９】
一方、コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵへの通電が完了している場合には、回転体３のバランス調整が不可であるとして、コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵへの通電が停止されて、回転体３のバランス調整が終了する。なお、コイル１３ＣＷ〜１３ＣＵへの通電が完了している場合に、再び、ステップＳ２へ戻っても良い。
【００６０】
ここで、本形態では、主軸２の回転中は、常時、回転体３のアンバランス量の測定を行って、回転体３の回転バランスを調整している。すなわち、本形態では、一旦、回転体３のバランス調整が終了しても、再び、回転体３の回転バランスが崩れると、回転体３の回転バランスを調整する。そのため、主軸２の回転数に関係なく、回転体３の回転バランスを調整することができる。
【００６１】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、磁石片１４が複数の突極部１２に沿って移動可能となっている。そのため、コイル１３が通電状態になると磁化される突極部１２と磁石片１４との間に生じる吸引力および反発力を利用して、磁石片１４を突極部１２に沿って迅速に移動させることができる。すなわち、Ｕ相コイル１３ＡＵ、１３ＢＵ、１３ＣＵと、Ｖ相コイル１３ＡＶ、１３ＢＶ、１３ＣＶと、Ｗ相コイル１３ＡＷ、１３ＢＷ、１３ＣＷの通電状態を順次、切り替えていくことで、磁石片１４を突極部１２に沿って迅速に移動させることができる。したがって、本形態では、突極部１２と磁石片１４とを利用した簡易な構成で、回転体３のバランス調整時間を短縮することが可能になる。
【００６２】
本形態では、複数の突極部組１８ごとに異なるＵ相コイル１３ＡＵ〜１３ＣＵ、Ｖ相コイル１３ＡＶ〜１３ＣＶおよびＷ相コイル１３ＡＷ〜１３ＣＷが巻回されている。また、１個の磁石片１４は、１組の突極部組１８を構成する６本の突極部１２に沿って移動可能となっている。そのため、３組の突極部組１８を利用して、３個の磁石片１４を個別に移動させることができ、３個の磁石片１４によって、回転体３の回転バランスを精度良く調整することができる。
【００６３】
本形態では、磁石片１４は、突極部１８の径方向外方に配置されている。そのため、バランス調整装置４を軸方向で小型化することができる。また、磁石片１４が持つイナーシャが大きくなるため、回転体３のアンバランス量が大きい場合であっても、回転体３のバランスを調整することができる。
【００６４】
本形態では、磁石片１４を案内する案内凹部１５ｆが本体部材１５に形成されている。そのため、案内凹部１５ｆによって、突極部１２に沿って円周方向へ磁石片１４を適切に移動させることができる。また、本形態では、３組の突極部組１８のそれぞれが配置される配置凹部１８ｅが本体部材１５に形成されているため、配置凹部１８ｅによって、突極部組１８間の磁束の干渉を防止することが可能になる。
【００６５】
本形態では、磁石片１４の長さが突極部１２の径方向外側端の周方向における間隔Ｐと略同じかあるいは間隔Ｐよりもわずかに短くなっている。そのため、１個の突極部１２と磁石片１４との間に生じる吸引力および反発力を有効に利用することができる。したがって、磁石片１４を突極部１２に沿ってより迅速、かつ、適切に移動させることができる。
【００６６】
本形態では、円周方向で隣り合う突極部１２同士が軸方向でずれるように、突極部１２が形成されている。そのため、突極部１２に巻回されるコイル１３の巻回数を増やすことができ、突極部１２と磁石片１４との間に生じる吸引力や反発力を高めることができる。
【００６７】
（他の実施の形態）
上述した形態は、回転体３のバランス調整時に、磁石片１４は、２個の突極部１２間で一方の突極部１２に吸着された状態で停止する。この他にもたとえば、各コイル１３に印加される電圧あるいは供給される電流を制御して、２個の突極部１２間の、いずれの突極部１２にも吸着されない任意の位置で磁石片１４を停止させても良い。たとえば、ＰＷＭ制御によって、各コイル１３に印加される電圧を制御して、２個の突極部１２間の任意の位置で磁石片１４を停止させても良い。この場合には、より精度良く、回転体３の回転バランスを調整することができる。
【００６８】
上述した形態では、磁石片１４は、突極部１２の径方向外方に配置されているが、軸方向における突極部１２の前方または後方に磁石片１４が配置されても良い。また、突極部１２は、基部１７から径方向の外側に向かって突出する放射状に形成されているが、突極部１２は、軸方向を長手方向として形成されるとともに主軸２の回転中心を中心とする円環状に配置されても良い。これらの場合には、いずれかの突極部１２とコイル１３とによって形成される磁束の中に磁石片１４が入るように磁石片１４が配置されていれば良い。
【００６９】
上述した形態では、コア１１は、３組の突極部組１８を備えている。この他にもたとえば、コア１１は、４組以上の突極部組１８を備えていても良いし、２組あるいは１組の突極部組１８を備えていても良い。また、１組の突極部組１８が備える突極部１２の数は、５個以下であっても良いし、７個以上であっても良い。また、上述した形態では、１組の突極部組１８を構成する突極部１２に、それぞれ位相が異なる電流が供給されるＵ相コイル１３ＡＵ〜１３ＣＵ、Ｖ相コイル１３ＡＶ〜１３ＣＶおよびＷ相コイル１３ＡＷ〜１３ＣＷの３相のコイルが巻回されているが、それぞれ位相が異なる電流が供給される４相以上のコイルが１組の突極部組１８を構成する突極部１２に巻回されても良い。
【００７０】
上述した形態では、回転体３のバランス調整前の磁石片１４の位置に関係なく、ステップＳ２等で、Ｕ相コイル１３ＡＵ〜１３ＣＵ、Ｖ相コイル１３ＡＶ〜１３ＣＶおよびＷ相コイル１３ＡＷ〜１３ＣＷに順次、電流を供給している。この他にもたとえば、回転体３のバランス調整前に、突極部組１８の時計方向端あるいは反時計方向端の突極部１２に磁石片１４が吸着されるようにコイル１３に電流を供給する初期動作を行っても良い。この場合には、バランス調整前の磁石片１４の位置がわかるため、回転体３のバランス調整の時間をさらに短縮することが可能になる。また、磁石片１４の位置を検出するためのホール素子等の検出素子を設けても良い。この場合には、磁石片１４の位置を正確に把握することができるため、回転体３のバランス調整をより短い時間で行うことが可能になる。
【００７１】
上述した形態では、主軸２の回転中は、常時、回転体３のアンバランス量の測定を行っているが、所定の周期ごとに回転体３のアンバランス量の測定を行っても良い。
【００７２】
上述した形態では、円周方向で隣り合う突極部１２同士が軸方向でずれるように、１８本の突極部１２が形成されているが、１８本の突極部１２の軸方向の中心位置が軸方向に直交する同一平面上に配置されるように、１８本の突極部１２が形成されても良い。
【００７３】
上述した形態では、主軸２に、１個のバランス調整装置４が取り付けられているが、主軸２に２個のバランス調整装置４が取り付けられても良い。また、回転体を有する工作機械１以外の装置（たとえば、回転体としてのロータを有するモータ等）で、上述した形態のバランス調整装置４を用いて回転体の回転バランスの調整を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態にかかる工作機械の一部分を示す側面図である。
【図２】図１に示すバランス調整装置の分解斜視図である。
【図３】図２に示すコアおよび本体部材等を先端側から示す図である。
【図４】図２に示すコアおよびコイルの斜視図である。
【図５】図１に示すバランス調整装置の制御方法の一例の前半部分を示すフローチャートである。
【図６】図１に示すバランス調整装置の制御方法の一例の後半部分を示すフローチャートである。
【図７】図２に示すコイルに印加される電圧波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  工作機械
２  主軸
３  回転体
４  バランス調整装置（回転体のバランス調整装置）
１１  コア
１２  突極部
１２Ａ１、１２Ａ４、１２Ｂ１、１２Ｂ４、１２Ｃ１、１２Ｃ４  Ｕ相突極部
１２Ａ２、１２Ａ５、１２Ｂ２、１２Ｂ５、１２Ｃ２、１２Ｃ５  Ｖ相突極部
１２Ａ３、１２Ａ６、１２Ｂ３、１２Ｂ６、１２Ｃ３、１２Ｃ６  Ｗ相突極部
１３  コイル
１３ＡＵ、１３ＢＵ、１３ＣＵ  Ｕ相コイル
１３ＡＶ、１３ＢＶ、１３ＣＶ  Ｖ相コイル
１３ＡＷ、１３ＢＷ、１３ＣＷ  Ｗ相コイル
１４  磁石片（永久磁石片）
１５  本体部材
１５ｅ  配置凹部
１５ｆ  案内凹部
１８  突極部組
Ｐ  間隔
【図１】
2010038335.tif 000003
【図２】
2010038335.tif 000004
【図３】
2010038335.tif 000005
【図４】
2010038335.tif 000006
【図５】
2010038335.tif 000007
【図６】
2010038335.tif 000008
【図７】
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