(57)【要約】【課題】心出しすべき回転体が変わった場合に、段取り替えが容易に行える質量中心測定機を提供することである。【解決手段】振動枠１３と、前記振動枠上に設けられ、心出しすべき回転体の左右両側の素材面を把持して同期回転する一対の回転把持円盤２５とを含み、前記回転把持円盤２５には、前記回転体の回転軸を受ける軸受けユニット２７が備えられ、前記軸受けユニット２７は、一対のＶ字形軸受け部材３３、３４と、前記一対のＶ字形軸受け部材を、前記回転把持円盤の回転軸と直交する平面上で、回転把持円盤の回転軸を中心に対称方向へ平行移動させる平行移動機構３１，３２、４０と、前記一対のＶ字形軸受け部材を、所定の平行移動位置で固定する固定機構６５と、を含むことを特徴とする質量中心測定機である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動枠と、
前記振動枠上に設けられ、心出しすべき回転体の左右両側の素材面を把持して同期回転する一対の回転把持円盤とを含み、
前記回転把持円盤には、前記回転体の回転軸を受ける軸受けユニットが備えられ、
前記軸受けユニットは、一対のＶ字形軸受け部材と、
前記一対のＶ字形軸受け部材を、前記回転把持円盤の回転軸と直交する平面上で、回転把持円盤の回転軸を中心に対称方向へ平行移動させる平行移動機構と、
前記一対のＶ字形軸受け部材を、所定の平行移動位置で固定する固定機構と、を含むことを特徴とする質量中心測定機。
【請求項２】
前記一対のＶ字形軸受け部材は、前記回転把持円盤の回転軸と直交する平面上で平行移動し得る一対のスライド板を含み、
前記平行移動機構は、前記一対のスライド板と係合し、前記一対のスライド板を前記回転把持円盤の回転軸を中心に対称方向へ動かすための偏心カムを含むことを特徴とする、請求項１記載の質量中心測定機。
【請求項３】
前記偏心カムは、回転中心を中心に回転するカムであって、当該回転中心に対して対称な形状をしていることを特徴とする、請求項２記載の質量中心測定機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、心出しすべき回転体の質量中心を測定するための質量中心測定機に関する。
【背景技術】
【０００２】
質量中心測定機は、質量心出し装置、マスセンタリングマシン等とも称される機械であり、心出しすべき回転体、たとえばエンジン用のクランクシャフトなどの回転体の回転軸心と質量軸心とのずれを測定することのできる装置である。
質量中心測定機には、通常、心出しすべき回転体の左右両端部にある回転軸の素材面を把持して同期回転する一対の回転把持円盤が備えられている。一対の回転把持円盤には、それぞれ、回転体の軸端部を受け取めるための軸受け装置と、軸受け装置で受け取められた軸端部を固定するためのクランプ装置とが備えられている。
【０００３】
軸受け装置は、回転把持円盤の回転中心に対して所定の位置に位置決めされており、心出しすべき回転体の軸心端部と回転把持円盤の回転中心とがほぼ一致するように調整されている。
換言すれば、軸受け装置は、心出しすべき回転体の軸径に合わせた専用の軸受け装置が用いられる。
【０００４】
このため、心出しすべき回転体の種類が変わったときには、その回転体の軸径に合わせて、異なる軸受け装置に取り替えなければならず、段取り替えに時間を要するという課題があった。
かかる課題を解決するために、たとえば特許文献１に記載のような、軸受け装置にシリンダユニットを含む構成のものが実用化されている。かかる構成の場合、シリンダユニットを変位させることにより、回転把持円盤の回転時の質量中心が変化してしまうので、その変化を考慮した測定ができるように、質量中心測定機を調整し直さなければならず、やはり段取り替えに時間を要するという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３４３２４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、上記背景技術で説明した段取り替えに時間を要するという課題を解決するためになされたものであり、心出しすべき回転体が変わった場合に、段取り替えが容易に行える質量中心測定機を提供することを主たる目的とする。
また、この発明は、段取り替えをする際に、交換部品等がなく、部品交換をせずに、備えられている部品を簡単に調整することにより、段取り替えが容易に行える質量中心測定機を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、振動枠と、前記振動枠上に設けられ、心出しすべき回転体の左右両側の素材面を把持して同期回転する一対の回転把持円盤とを含み、前記回転把持円盤には、前記回転体の回転軸を受ける軸受けユニットが備えられ、前記軸受けユニットは、一対のＶ字形軸受け部材と、前記一対のＶ字形軸受け部材を、前記回転把持円盤の回転軸と直交する平面上で、回転把持円盤の回転軸を中心に対称方向へ平行移動させる平行移動機構と、前記一対のＶ字形軸受け部材を、所定の平行移動位置で固定する固定機構と、を含むことを特徴とする質量中心測定機である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記一対のＶ字形軸受け部材は、前記回転把持円盤の回転軸と直交する平面上で平行移動し得る一対のスライド板を含み、前記平行移動機構は、前記一対のスライド板と係合し、前記一対のスライド板を前記回転把持円盤の回転軸を中心に対称方向へ動かすための偏心カムを含むことを特徴とする、請求項１記載の質量中心測定機である。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記偏心カムは、回転中心を中心に回転するカムであって、当該回転中心に対して対称な形状をしていることを特徴とする、請求項２記載の質量中心測定機である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、心出しすべき回転体が変わったとき、その回転体に合わせて軸受けユニットの一対のＶ字形軸受け部材を調整する。一対のＶ字形軸受け部材の調整は、固定機構を弛めて、一対のＶ字形軸受け部材に含まれる一対のスライド板を平行移動可能な状態とし、平行移動機構を用いて一対のスライド板を平行移動させる。そして移動後に固定機構で固定することにより、段取り替えが完了する。
【００１１】
そのため、この発明では、段取り替えに当たって、部品の交換等をする必要がなく、段取り替えを短時間で、かつ容易に行うことができる。
また、段取り替えの度に、部品を交換する必要がないから、交換部品の管理等に注意をする必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この発明の一実施形態に係る質量中心測定機１０の正面図である。
【図２】図２は、回転体把持円盤２５に取り付けられる軸受けユニット２７を描いた斜視図である。
【図３】図３は、軸受けユニット２７を先端側から見た正面図である。
【図４】図４は、軸受けユニット２７の右側面図である。
【図５】図５は、軸受けユニット２７を先端側から見た正面図であり、相対的に軸径の大きな回転体を受け取められるように調整された状態の図である。
【図６】図６は、偏心カム４０を下側から見た図である。
【図７】図７は、右架台１５の縦断面図である。
【図８】図８は、スライドプレート３１、３２と偏心カム４０との係合関係を説明するために示した正面図である。
【図９】図９は、固定用シャフト６１、６２を説明するために描いた軸受けユニット２７および回転体把持円盤２５の部分縦断面図である。
【図１０】図１０は、固定用シャフト６１、６２と操作レバー６５との関係を表わす平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明をする。
図１は、この発明の一実施形態に係る質量中心測定機１０の正面図である。質量中心測定機１０は、基台１１上に複数のばね１２によって支持された振動枠１３を有する。振動枠１３上には、左右に、左架台１４および右架台１５が備えられている。左架台１４および右架台１５は、左右対称な構造をしており、両者は実質的に同一の構成となっている。
【００１４】
すなわち、左架台１４および右架台１５は、振動枠１３の左側上面に設けられたガイドレール１６および振動枠１３の右側上面に設けられたガイドレール１６上に搭載されており、それぞれ、左右方向にスライド移動可能で、任意の位置に位置決め固定できるようになっている。
左架台１４および右架台１５は、それぞれ、ガイドレール１６と係合するベース１７と、ベース１７上に設けられたスピンドルユニット１８と、スピンドルユニット１８の後部に取り付けられて上方へ延びる垂直フレーム１９と、垂直フレーム１９の上部に取り付けられたモータ２０とを有している。そして、モータ２０の回転力は、モータ側プーリ２１からベルト２２を介してスピンドル側プーリ２３へ伝達され、スピンドルユニット１８内を左右方向に水平に延びるスピンドル２４を回転させることができる。
【００１５】
スピンドルユニット１８の先端側から突出するスピンドル２４の先端部には、スピンドル２４によって回転される回転体把持円盤２５が備えられている。
回転体把持円盤２５の前方面側、すなわち互いに対向する前面側には、心出しされるべき回転体２６、たとえば鋳造あるいは鍛造にて一体形成されたエンジン用のクランクシャフト２６の端部を受け取めるための軸受けユニット２７、および、軸受けユニット２７で受け取められた回転体（たとえばクランクシャフト）２６の端部を軸受けユニット２７方向へ押さえつけて固定するためのクランプユニット２８が設けられている。
【００１６】
質量中心測定機１０では、心出しされるべき回転体（たとえばクランクシャフト）２６の一端（左端部）が左架台１４の回転体把持円盤２５に備えられた軸受けユニット２７に乗せられ、また、その他端（右端部）が右架台１５の回転体把持円盤２５に備えられた軸受けユニット２７に乗せられる。そして各回転体把持円盤２５に設けられたクランプユニット２８でクランプされる。
【００１７】
この状態で左架台１４および右架台１５の各モータ２０が同期回転され、それによって左右の架台１４、１５の各スピンドルユニット１８のスピンドル２４が同期回転し、左架台１４の回転体把持円盤２５および右架台１５の回転体把持円盤２５が同期回転する。つまり、回転体（クランクシャフト）２６は、その両端部が一対の回転体把持円盤２５に把持され、一対の回転体把持円盤２５とともに回転される。
【００１８】
図１においては、理解の便宜のため、一体的に回転される要素を薄いグレーに着色している。
このとき、回転体（クランクシャフト）２６の慣性中心と回転中心とにずれがある場合は、そのずれ量に比例した反動が生じて、振動枠１３が振動する。振動枠１３の振動は、図示しない振動検出器（ピックアップ）で検出され、回転体（クランクシャフト）２６の慣性中心と回転中心のずれ量が測定できる。
【００１９】
この発明に係る質量中心測定機１０の特徴の１つは、回転体把持円盤２５に備えられた軸受けユニット２７が改良され、軸受けユニット２７が、軸径の異なる複数種類の回転体２６を受け取められるように調整可能な構造とされていることである。この点について、以下に詳しく説明をする。
図２は、回転体把持円盤２５に取り付けられる軸受けユニット２７を描いた斜視図である。図３は、軸受けユニット２７を先端側から見た正面図であり、図４は、軸受けユニット２７の右側面図である。また、図５も、軸受けユニット２７の正面図である。なお、図２〜図５および後述する軸受けユニット２７単体を説明する図においては、図１に示す質量中心測定機１０全体の正面と異なる面を、軸受けユニット２７の正面としており、図１の正面とは一致していないので、念の為に申し添える。
【００２０】
図２〜図５を参照して、軸受けユニット２７は、取付ベース３０と、取付ベース３０の先端面に設けられた一対のスライドプレート３１、３２と、一対のスライドプレート３１、３２の上部に取り付けられ、Ｖ字形に対向するように配置された一対の軸受け片３３、３４とを有している。
取付ベース３０は、たとえば台形角柱状の基部３５と、基部３５の先端に連結された側面視略Ｌ字状の取付ガイド３６とを含んでいる。
【００２１】
一対のスライドプレート３１、３２は、取付ガイド３６によりその下端辺が保持され、取付ガイド３６の前面に沿って矢印Ａ１−Ａ２方向へ、互いに離反、近接するようにスライド変位可能とされている。一対のスライドプレート３１、３２が矢印Ａ２方向へ移動して互いに近接位置に変位した状態では、図３に示すように、軸受け片３３、３４の上端斜縁の間隔が狭まり、相対的に細い軸径の回転体２６を受け取めることができる。また、スライドプレート３１、３２が矢印Ａ１方向へ移動して互いに離反した状態では、図５に示すように、軸受け片３３、３４の上端斜縁の間隔が拡がり、相対的に太い軸径の回転体２６を受け取めることができる。
【００２２】
また、一対のスライドプレート３１、３２が図３に示す近接位置の状態でも、図５に示す離反位置の状態でも、軸受けユニット２７の質量中心は、回転体把持円盤２５上において変化しないようにされている。これにより、一対のスライドプレート３１、３２をスライド移動させても、それが回転体把持円盤２５の回転中の質量中心に影響を与えることなく、軸径の異なる回転体（クランクシャフト）２６の質量中心測定に対処するための段取り替えが容易にできるという利点を有している。
【００２３】
一対のスライドプレート３１、３２のスライド移動は、両プレート３１、３２を正面視で見たとき、左右方向中央部に形成された上下方向に長い長円形の操作孔３７、３８内に嵌合された偏心カム４０により実現される。
図６は、偏心カム４０を下側から見た図で、図６において左側が軸受けユニット２７の前方側を示している。偏心カム４０は、図６に示すように、スライドプレート３１の操作孔３７に嵌合する第１カム部４１と、スライドプレート３２の操作孔３８に嵌合する第２カム部４２とが前後方向に一体化されたカムである。第１カム部４１と第２カム部４２とは、中心軸に対して、互いに１８０°異なる方向に偏心されている。偏心カム４０の中心軸には、後方へ延びるシャフト４３が連結されており、シャフト４３の後端には歯数Ｎ（Ｎは自然数）の第２歯車４４が取り付けられている。そして第２歯車４４は、この歯車よりも周長が倍で、歯数が２Ｎの第１歯車４５と噛合している。第１歯車４５には、後方に延びる操作用シャフト４６が連結されている。
【００２４】
なお、図６において、参照符号４７、４８は、それぞれ、軸受けベアリングを示している。
図７は、右架台１５の縦断面図である。図７に示すように、操作用シャフト４６は、スピンドルユニット１８の中心部を左右に延びており、その後端である右端には、操作用ハンドル４９が取り付けられている。
【００２５】
スピンドルユニット１８内において、スピンドル２４の中心を同心状に貫くように操作用シャフト４６が延びている。スピンドル２４と操作用シャフト４６とは、回転に関しては別個独立に設けられている。すなわち、スピンドル２４、その後端側に取り付けられたスピンドル側プーリ２３、およびその先端側に取り付けられた回転体把持円盤２５は、モータ２０の駆動力により一体に回転する。一方、操作用シャフト４６、その後端側に取り付けられた操作用ハンドル４９、およびその先端側に取り付けられた第１歯車４５は、スピンドル２４の回転停止時に、段取り替えのために、回転できる構成である。
【００２６】
図８は、スライドプレート３１、３２と偏心カム４０との係合関係を説明するために示した正面図で、一対のスライドプレート３１、３２が図３に示す状態のときの、スライドプレート３１、３２と偏心カム４０との係合関係が、左スライドプレート３１（図８（Ａ））および右スライドプレート３２（図８（Ｂ））に分解して示されている。
図８（Ａ）に示すように、左スライドプレート３１の操作孔３７内において、偏心カム４０の第１カム部４１は、回転中心であるシャフト４３に対し幅広部分が右側に、幅狭部分が左側に位置する状態となっている。一方、図８（Ｂ）に示すように、右スライドプレート３２の操作孔３８と偏心カム４０の第２カム部４２との係合関係は、回転中心であるシャフト４３に対し右側に第２カム部４２の幅狭部分が、左側に第２カム部４２の幅広部分が位置するようになっている。
【００２７】
なお、一対のスライドプレート３１、３２の上にはばねユニット５０が載置されており、ばねユニット５０により、一対のスライドプレート３１、３２間には、常時、離反方向の弾力が加えられており、かつ、一対のスライドプレート３１、３２を取付ガイド３６へ押しつける方向の弾力が加えられている。
図６〜図８を参照して、一対のスライドプレート３１、３２をスライド移動させるために、操作用ハンドル４９が操作され、操作用シャフト４６が９０°回転される。この回転により、第１歯車４５が９０°回転し、その回転は第２歯車４４を１８０°回転させる。第２歯車４４の回転は、シャフト４３を介して偏心カム４０に伝達され、偏心カム４０が１８０°回転される。これにより、偏心カム４０は、たとえば図３の状態から図５の状態に１８０°反転する。その結果、一対のスライドプレート３１、３２が、たとえば近接位置の状態から、離反位置の状態に切り換わる。
【００２８】
一対のスライドプレート３１、３２を逆方向にスライドさせるには、操作用ハンドル４９を操作し、操作用シャフト４６を逆方向に９０°回転させればよい。
一対のスライドプレート３１、３２に関連して、スライド移動を補助するための構成として、さらに、次の構成が備えられている。
図２〜図５および図８を参照して、スライドプレート３１、３２を正面視で見たとき、操作孔３７、３８に対して左右両側に、横長のガイド孔５１、５２、５３、５４が形成されており、ガイド孔５１、５３には取付ガイド３６の前面から前方へ突出するガイドピン５５が貫通しており、ガイド孔５２、５４にはガイドピン５６が貫通している。ガイド孔５１〜５４とガイドピン５５、５６とにより、一対のスライドプレート３１、３２のスライドがスムーズになるようにされている。
【００２９】
また、ガイドピン５５、５６と、前方側のスライドプレート３２との間には、図示しないが、皿ばねが介在されている。これにより、次に述べる固定用シャフト６１、６２を弛めたときに、スライドプレート３１、３２に遊びが生じるのが防止されている。
さらに、一対のスライドプレート３１、３２を正面視で見たとき、ガイド孔５１〜５４の上方には、操作孔３７、３８を中心に左右対称位置に、固定孔５７、５８、５９、６０が貫通されており、この固定孔５７、５８５９、６０を貫通して、左右一対の固定用シャフト６１、６２が設けられている。なお、固定孔５７〜６０も、一対のスライドプレート３１、３２の横方向へのスライドを妨げないように、横長の孔となっている。
【００３０】
図９は、固定用シャフト６１、６２を説明するために描いた軸受けユニット２７および回転体把持円盤２５の部分縦断面図である。図１０は、固定用シャフト６１、６２と操作レバー６５との関係を表わす平面図である。
図９に示すように、固定用シャフト６１、６２は、その先端にナット６６が螺合されている。そして固定用シャフト６１、６２の後方は軸受けユニット２７内を水平に延び、回転体把持円盤２５を前後方向に貫通して、回転体把持円盤２５の後方に達している。
【００３１】
また、回転体把持円盤２５の前面からの前方への突出量を規定するために、固定用シャフト６１、６２の長さ方向途中部には、フランジ管６７が固定されている。そしてフランジ管６７から後方へ延びる固定用シャフト６１、６２の外周面には、コイルばね６８が外嵌され、固定用シャフト６１、６２の後端部にはナット６９が螺合されて、コイルばね６８に対して予圧が加えられている。
【００３２】
操作レバー６５は、固定用シャフト６１、６２と直交方向に延びる支軸７０の長さ方向中央部に固定されている。支軸７０の両端には、カム７１が固定されている。また、支軸７０は、回転体把持円盤２５の回転を妨げないように、スピンドルユニット１８側に回動自在に保持されている。
一対のスライドプレート３１、３２をスライドさせるとき、すなわち軸受けユニット２７において、受け止める回転体（心出しすべき回転体）２６の種類が変わり、段取り替えをすることになったときには、操作レバー６５が、図９において支軸７０を中心に反時計方向にたとえば９０°回動操作される。これにより、カム７１が固定シャフト６１、６２の後端部（図９、図１０において右端部）を前方（左方向）へ押す。固定用シャフト６１、６２は、カム７１により押されることにより、コイルばね６８が縮まりつつ、前方（左方向）へ僅かに変位される。これにより、スライドプレート３１、３２を固定している固定用シャフト６１、６２の固定力が緩み、一対のスライドプレート３１、３２がスライド移動可能な状態となる。
【００３３】
一対のスライドプレート３１、３２をスライド移動させた後、操作レバー６５を元の状態（図９に示す状態）へ回動させることにより、カム７１が固定用シャフト６１、６２の後端部を押圧する押圧力が解除される。これにより、固定用シャフト６１、６２はコイルばね６８の弾力により後方側（右方向）へ僅かに変位し、その先端部で一対のスライドプレート３１、３２を固定する。また、コイルばね６８の力により固定用シャフト６１、６２には後方（右方向）への弾力付勢が加わっており、一対のスライドプレート３１、３２が確実に固定された状態となる。よって、ナットを回して、弛めたり、締めつけたりするといった面倒な操作は不要である。
【００３４】
この実施形態は、以上説明した構成を有しており、質量中心測定機１０において、回転体把持円盤２５に備えられた軸受けユニット２７において、受け取めるべき回転体（心出しすべき回転体）２６の軸径が変わったとき、それに対して容易に段取り替えを行うことができる。
この実施形態では、一対のスライドプレート３１、３２は、偏心カム４０により２つの状態にスライド移動される構成を説明したが、偏心カム４０をたとえば偏心量が３段階に変わるカムや４段階に変わるカムとすることにより、一対のスライドプレート３１、３２の位置を、２段階のみでなく、３段階、４段階に調整することができ、軸径の異なる３種類以上の回転体２６を受け取められるように、容易に段取り替えのできる構成とすることができる。
【００３５】
また、この実施形態では、偏心カム４０の操作を、架台１４、１５の後方側に設けられた操作用ハンドル４９で操作できるようにしたので、容易に偏心カム４０の操作ができ、段取り替えをより簡易に行うことができる質量中心測定機１０とすることができる。
この発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    質量中心測定機
１１    基台
１２    ばね
１３    振動枠
１４    左架台
１５    右架台
１８    スピンドルユニット
２４    スピンドル
２５    回転体把持円盤
２７    軸受けユニット
２８    クランプユニット
３０    取り付けベース
３１、３２    スライドプレート
３３、３４    軸受け辺
４０    偏心カム
４１    第１カム部
４２    第２カム部
【図２】
2014055904.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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