JP2004012276A - 回転体のバランス修正方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転体の静アンバランス量と偶アンバランス量とを計測する計測工程で求められた静アンバランス量に基づいて、コアの周方向の修正部位と修正量とを演算する修正静アンバランス量演算工程(ステップ300)と、計測工程で求められた偶アンバランス量と修正静アンバランス量演算工程で求めた修正部位及び修正量とに基づいて、コアの軸方向の修正位置を演算する修正偶アンバランス量演算工程(ステップ400)と、修正静アンバランス量演算工程及び修正偶アンバランス量演算工程で求めた修正部位と修正量と修正位置とに基づいて、回転体のアンバランス量を修正する。これにより、修正条件における全ての修正部位、修正量及び修正位置の組み合わせを求める必要がなくなり、修正部位、修正量及び修正位置を求める際の演算時間を低減することができる。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体のバランス修正方法に関する。
【0002】
【従来技術】
従来より、回転体のバランス修正方法として、回転体の一部を除去するマイナス修正法と回転体の一部にバランスピンを装着するプラス修正法とが知られている。この回転体のバランス修正方法としては、特開2000−321162号公報に記載されているものがある。これは、直流電流機用アーマチャのバランス修正方法に関するものであり、アーマチャの周方向に設けられる修正孔の数やその径の大きさ、異なる長さを有するバランスピンの使用数やその種類及び修正位置のどの位置にバランスピンが装着可能であるかなどの修正条件において、アーマチャコアのアンバランスを修正する。このために、修正孔とバランスピンの長さである修正量とバランスピンが装着されるアーマチャコアの軸方向の位置である修正位置との全ての組み合わせについて修正孔の対応する修正位置にバランスピンを装着した場合のアーマチャコアのアンバランス量を1つずつ演算して求めている。そして、全ての各演算結果に基づいて、最もアーマチャコアのアンバランス量が小さくできる修正孔、修正量及び修正位置の組み合わせを選択し、その選択した修正孔の対応する修正位置にバランスピンを装着することによりバランス修正が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のバランス修正方法では、修正条件が多い場合であっても、修正孔、修正量及び修正位置との組み合わせを全て演算して求める必要があるため、その組み合わせを求める演算時間が長くなってしまう。さらに、修正条件が少ない場合においては、さらに膨大な演算時間がかかってしまうという問題がある。
【0004】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、修正孔、修正量及び修正位置を求める際の演算時間の低減を図ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1では、シャフトとコアとを有する回転体のバランス修正方法において、回転体の静アンバランス量と偶アンバランス量とを計測する計測工程と、計測工程で求められた静アンバランス量に基づいて、コアの周方向の修正部位と修正量とを演算する修正静アンバランス量演算工程と、計測工程で求められた偶アンバランス量と修正静アンバランス量演算工程で求めた修正部位及び修正量とに基づいて、コアの軸方向の修正位置を演算する修正偶アンバランス量演算工程と、修正静アンバランス量演算工程及び修正偶アンバランス量演算工程で求めた修正部位と修正量と修正位置とに基づいて、回転体のアンバランス量を修正することを特徴としている。
【0006】
この方法により、修正静アンバランス量演算工程で静アンバランス量が影響される修正部位と修正量とを演算して求め、求めた修正部位及び修正量に対応する偶アンバランスが影響される修正位置を修正偶アンバランス演算工程で演算して求めている。そのため、全ての修正部位、修正量及び修正位置の組み合わせを演算して求める必要がなくなる。これにより、修正部位、修正量及び修正位置を求める際の演算時間の低減を図ることができる。
【0007】
また、請求項2では、修正静アンバランス量演算工程は、静アンバランス量に対応する静アンバランス量を修正すべき修正部位と修正量との情報が記憶されているテーブルを参照することで、修正部位と修正量とを求めることを特徴としている。
【0008】
この方法により、テーブルを参照することで修正部位と修正量との組み合わせを瞬時に求めることができる。これにより、修正部位及び修正量を求める際の演算時間の低減を図ることができる。
【0009】
また、請求項3では、テーブルは、所定の静アンバランス量に対応する修正部位と修正量との複数の組み合わせが記憶され、修正静アンバランス量演算工程において、修正部位の使用数が少ない方の修正部位と修正量との組み合わせを選択することを特徴としている。
【0010】
この方法により、修正静アンバランス量演算工程において、修正部位の使用数が少ない方の修正部位と修正量との組み合わせを選択している。そのため、最少の個数の修正孔を使用して静アンバランス量を修正できる。これにより、効率良く静アンバランス量を修正することができる。
【0011】
また、請求項4では、修正部位の使用数が少ない方に高い優先順位を付けることを特徴としている。また、請求項5では、テーブルを参照して優先順位が最も高い修正部位及び修正量に対応する修正位置を演算し、求められた修正位置における偶アンバランス量の修正が不可能である場合には、優先順位が一つ低い修正部位及び修正量に対応する修正位置を繰り返し演算することを特徴としている。
【0012】
これらの方法により、優先順位の高い順に修正部位と修正量との組み合わせを選択している。そのため、最少の個数の修正孔を使用して回転体のアンバランス量を修正できる。これにより、効率良く回転体のアンバランス量を修正することができる。
【0013】
また、請求項6では、回転体のプラス修正方法において、修正部位は、コアの軸方向に空けられ、且つ周方向に並んだ複数の孔であって、修正量は、孔に装着可能なバランス修正用のバランスピンの長さであり、孔の対応する修正位置にバランスピンを装着することで、回転体のアンバランス量を修正することができる。
【0014】
また、請求項7では、回転体のマイナス修正方法において、修正静アンバランス量演算工程で求めた修正部位及び修正量と修正偶アンバランス量演算工程で求めた修正位置とに基づいて、コアの外周部分の修正部位における修正位置を修正量分除去することで、回転体のアンバランス量を修正することができる。
【0015】
また、請求項8では、回転体のプラス修正方法において、修正静アンバランス量演算工程で求めた修正部位及び修正量と修正偶アンバランス量演算工程で求めた修正位置とに基づいて、コアの外周部分の修正部位における修正位置に修正量分付加することで、回転体のアンバランス量を修正することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態について説明する。
【0017】
図1は、本発明に係るバランス修正機のバランス修正工程を示す全体構成図である。図2は、本発明に係る修正量演算部での処理手順を示すフローチャートである。図3は、本発明に係る回転体にバランスピンを装着した状態を示した断面図である。
【0018】
先ず、図3に示すように、回転体100は、コア800とシャフト500とから構成されている。コア800には、周方向に均等に設けられ、軸方向に空けられた修正部位をなす修正孔700が複数個形成されている。この修正孔700の軸方向位置(以下、修正位置と呼ぶ)にバランス修正用のバランスピン600が装着され、回転体100のバランス修正が行われる。なお、バランスピン600の長さのことを以下、修正量と呼ぶ。
【0019】
図1に示すように、バランス修正機は、アンバランス計測部200、修正量演算部300及びバランス修正部400を備えている。
【0020】
アンバランス計測部200は、回転体100に具備されたシャフト500の両端部で回転体1の右側動アンバランス量Urと左側動アンバランス量Ulとを計測する。
【0021】
修正量演算部300は、修正条件記憶部301、静アンバランス修正テーブル302、静/偶アンバランス量演算部303、修正静アンバランス量選択部304及び修正偶アンバランス量演算部305を有している。
【0022】
修正条件とは、周方向に設けられる修正孔700の数やその径の大きさ、異なる長さを有するバランスピン600の使用数やその種類及び修正位置のどの位置にバランスピン600が装着可能であるかなどの条件のことである。
【0023】
修正条件記憶部301には、修正条件における異なる長さを有するバランスピン600を修正孔700に装着した時の回転体100の静アンバランス量Usの変化量など、静アンバランス修正テーブル302を作成するために必要な情報が記憶されている。
【0024】
静アンバランス修正テーブル302には、修正条件記憶部301を参照して回転体100の所定の静アンバランス量Usを修正すべき修正孔700と修正量との組み合わせが作成され、その組み合わせの情報が記憶されている。
【0025】
静/偶アンバランス量演算部303は、アンバランス計測部200で計測された右側動アンバランス量Ur及び左側動アンバランス量Ulから回転体100の静アンバランス量Usと偶アンバランス量Ucとを演算して求める。
【0026】
修正静アンバランス量選択部304は、静アンバランス修正テーブル302を参照し、静/偶アンバランス量演算部303で求めた静アンバランス量Usから修正孔700と修正量との組み合わせを選択する。
【0027】
修正偶アンバランス量演算部305は、修正静アンバランス量選択部304及び静/偶アンバランス量演算部303で求めた修正孔700と修正量と偶アンバランス量Ucとに基づいて、修正孔700における修正位置を演算して求める。
【0028】
バランス修正部400は、修正静アンバランス量演算部304及び修正偶アンバランス量演算部305で求めた修正孔700、修正量及び修正位置に基づいて、修正孔700の対応する修正位置にバランスピン600を装着し、回転体100のバランス修正を行う。
【0029】
以下、静アンバランス修正テーブル302の作成方法について説明する。
【0030】
例えば、以下の修正条件を設定した時、
静アンバランス量UsのベクトルをX成分とY成分とに分割する。
【0031】
分割したX成分とY成分とが±2gcm以内の静アンバランス量Usを0.05gcmの精度で修正する。
【0032】
±2gcmを0.05gcm間隔で分割すると、−2.00〜−1.95,−1.95〜−1.90,…,−0.05〜0,0〜0.05,…,1.95〜2.00の80分割となる。このことから、静アンバランス修正テーブル302は、80×80の領域を持つ。そして、修正条件記憶部301を参照し、静アンバランス量UsのベクトルのX成分とY成分とに対応する領域に所定の静アンバランス量Usを修正すべき修正孔700と修正量との組み合わせを記憶させていく。この時、所定の静アンバランス量Usにおいて、修正すべき修正孔700と修正量との組み合わせの情報が複数ある場合には、バランスピン600の使用数が少ない方に高い優先順位を付けて記憶させる。
【0033】
次に、修正量演算部300で修正孔700、修正量及び修正位置を求める処理手順を図2に示すフローチャートに基づき説明する。
【0034】
ステップ100では、アンバランス計測部200で計測された回転体100の右側動アンバランス量Urと左側動アンバランス量Ulとを入力する。
【0035】
ステップ200では、ステップ100で入力された右側動アンバランス量Urと左側動アンバランス量Ulとから静/偶アンバランス量演算部303で静アンバランス量Usと偶アンバランス量Ucとを演算して求める。
【0036】
ステップ300では、既に作成されている静アンバランス修正テーブル302を参照し、ステップ200で求めた静アンバランス量Usを修正可能な修正孔700と修正量との組み合わせを修正静アンバランス量選択部304で選択する。なお、選択する静アンバランス修正テーブル302の領域に複数の修正孔700と修正量との組み合わせが記憶されている場合には、優先順位が高い修正孔700と修正量との組み合わせを選択する。
【0037】
ステップ400では、ステップ300で選択した修正孔700及び修正量の組み合わせとステップ200で求めた偶アンバランス量Ucとに基づいて、修正位置を修正偶アンバランス演算部305で演算して求める。
【0038】
例えば、図3に示すように、回転体100の修正孔700に装着した時に静アンバランス量Usだけ変化するバランスピン600を回転体100の重心位置とバランスピン600の重心位置との距離がXの位置に装着した時の回転体100の重心位置から軸方向の左側計測基準までの距離Lの偶アンバランス量Ucは、下記の式▲1▼で求められる。
【0039】
Uc=Us×X/L・・・▲1▼
上記の式▲1▼により、修正孔700における修正位置(回転体100の重心位置とバランスピン600の重心位置との距離X)を求める。
【0040】
ステップ500では、ステップ400で求めた修正位置にバランスピン600を装着した場合に修正条件の下で偶アンバランス量Ucを修正可能であるかを判定する。そして、偶アンバランス量Ucが修正可能であれば、処理を終了し、偶アンバランス量Ucが修正不可能であれば、ステップ600に進む。以下、具体的に説明する。
【0041】
例えば、以下の修正条件を設定した時、
偶アンバランス量Ucは、0.2gcm以内の精度で修正する。
【0042】
バランスピン600を装着できる修正位置は、回転体100の重心位置から1mm間隔である。
【0043】
以上の条件の下で上記の式▲1▼により修正位置を求め、求めた修正位置が回転体100の重心位置から2.7mmであった場合には、バランスピン600をその修正位置に装着することができない。そのため、バランスピン600を回転体100の重心位置から2.7mmの位置から最も近い3.0mmの修正位置に装着することになる。この場合には、偶アンバランス量Ucを零にすることができない。
【0044】
そして、再度偶アンバランス量を求め、求めた偶アンバランス量Ucが0.15gcmであった場合には、上記の修正条件に当てはまるため、偶アンバランス量Ucが修正可能と判定される。また、求めた偶アンバランス量Ucが0.3gcmであった場合には、上記の修正条件に当てはまらないため、偶アンバランス修正量Ucが修正不可能と判定される。
【0045】
ステップ600では、ステップ500で偶アンバランス量Ucが修正不可能であることから、静アンバランス修正テーブル302を再度参照し、優先順位を1つ減らした修正孔700と修正量との組み合わせを修正静アンバランス量選択部304で選択する。そして、ステップ400に戻り、修正位置を修正偶アンバランス量演算部305で演算して求める。
【0046】
このように、修正条件の下で偶アンバランス量Ucを修正可能と判定されるまで以上処理を繰り返し、修正孔700、修正量及び修正位置を求める。そして、求めた修正孔700、修正量及び修正位置に基づいて、バランス修正部400で回転体100のバランス修正を行う。
【0047】
(本実施形態の効果)
修正静アンバランス量選択部304で静アンバランス量Usを修正可能な修正孔700と修正量とを演算して求め、求めた修正孔700及び修正量に対応する偶アンバランス量Ucを修正可能な修正位置を修正偶アンバランス量演算部305で演算して求めている。このことにより、全ての修正孔700、修正量及び修正位置の組み合わせを演算して求める必要がなくなる。これにより、修正孔700、修正量及び修正位置を求める際の演算時間の低減を図ることができる。
【0048】
また、修正静アンバランス量演算工程は、静アンバランス量Usを修正すべき修正孔700と修正量との情報が記憶されている静アンバランス修正テーブル302を参照することで、修正孔700と修正量とを求めている。このことにより、静アンバランス修正テーブル302を参照することで修正孔700と修正量との組み合わせを瞬時に求めることができる。これにより、修正孔700及び修正量を求める際の演算時間の低減を図ることができる。
【0049】
また、修正静アンバランス量選択部304において、修正孔700の使用数が少ない方の修正孔700と修正量との組み合わせを選択している。このことにより、最少の本数のバランスピン600で静アンバランス量Usを修正できる。これにより、バランスピン600は、高価であることからコストの増加を招かなくすることができる。また、最少の個数の修正孔700を使用して静アンバランス量Usを修正できる。これにより、効率良く静アンバランス量Usを修正することができる。
【0050】
また、静アンバランス修正テーブル302は、修正孔700の使用数が少ない方に高い優先順位を付けられており、静アンバランス修正テーブル302を参照して優先順位が最も高い修正孔700及び修正量に対応する修正位置を演算し、求められた修正位置における偶アンバランス量Ucの修正が不可能である場合には、優先順位が1つ低い修正孔700及び修正量に対応する修正位置を繰り返し演算している。このことにより、優先順位の高い順に修正孔700と修正量との組み合わせを選択している。そのため、最少の本数のバランスピン600で回転体100のアンバランス量Ur,Ulを修正できる。これにより、バランスピン600は、高価であることからコストの増加を招かなくすることができる。また、最少の個数の修正孔700を使用して回転体100のアンバランス量Ur,Ulを修正できる。これにより、効率良く回転体100のアンバランス量Ur,Ulを修正することができる。
【0051】
なお、本実施形態では、静アンバランス量Usを表わすために、静アンバランス量UsのベクトルをX成分及びY成分に分割したが、静アンバランス量UsのベクトルをX成分及びY成分に分割せずに、静アンバランス量Usの大きさそのものであってもよい。
【0052】
なお、本実施形態での静アンバランス修正テーブル302は、修正条件記憶部301を参照して作成しているが、修正条件記憶部301をなくし、装置の製造時に静アンバランス修正テーブル302の情報を記憶させてもよい。
【0053】
なお、本実施形態での静アンバランス修正テーブル302は、修正条件におけるバランスピン600の最大使用数から1本ずつ減らして作成しているが、例えば、バランスピン600の使用数を3本から1本ずつ減らして作成し、静アンバランス修正テーブル302を参照しても偶アンバランス量Ucを修正できなく、バランスピン600を4本以上使用する場合には、従来技術のバランス修正方法で回転体100のバランス修正を行ってもよい。
【0054】
なお、本実施形態では、回転体100にバランスピン600を装着しているが、コア800の外周部分に修正量分付加してもよい。
【0055】
なお、本実施形態では、回転体100にバランスピン600を装着するプラス修正方法で説明したが、コア800の外周部分を修正量分除去するマイナス修正方法でも適用できる。この場合、静アンバランス修正テーブル302には、コア800の外周部分をどれだけ除去すれば回転体100の所定の静アンバランス量Usを修正可能な修正箇所及び修正量の組み合わせの情報を記憶させておく。そして、回転体100の静アンバランス量Usを修正すべき修正箇所及び修正量の組み合わせを選択し、修正位置を演算して求める。そして、求めた修正位置で回転体100の偶アンバランス量Ucを修正可能であるかを判定し、修正できなければ、優先順位の一つ低い修正箇所及び修正量の組み合わせを選択し、修正位置を演算して求める。そして、偶アンバランス量Ucを修正可能になるまで繰り返す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバランス修正工程を示す全体構成図である。
【図2】本発明に係る修正量演算部での処理手順を示すフローチャートである。
【図3】本発明に係る回転体にバランスピンを装着した状態を示した断面図である。
【符号の説明】
100…回転体、
200…アンバランス計測部、
300…修正量演算部、
301…修正条件記憶部、
302…静アンバランス修正テーブル、
303…静/偶アンバランス演算部、
304…修正静アンバランス量選択部、
305…修正偶アンバランス量演算部、
400…バランス修正部、
500…シャフト、
600…バランスピン、
700…修正孔、
800…コア、
Ur…右側動アンバランス量、
Ul…左側動アンバランス量、
Us…静アンバランス量、
Uc…偶アンバランス量。
Claims (8)
- コアを有する回転体のバランス修正方法において、
前記回転体の静アンバランス量と偶アンバランス量とを計測する計測工程と、
前記計測工程で求められた前記静アンバランス量に基づいて、前記コアの周方向の修正部位と修正量とを演算する修正静アンバランス量演算工程と、
前記計測工程で求められた前記偶アンバランス量と前記修正静アンバランス量演算工程で求めた前記修正部位及び前記修正量とに基づいて、前記コアの軸方向の修正位置を演算する修正偶アンバランス量演算工程と、
前記修正静アンバランス量演算工程及び前記修正偶アンバランス量演算工程で求めた前記修正部位と前記修正量と前記修正位置とに基づいて、前記回転体のアンバランス量を修正することを特徴とする回転体のバランス修正方法。 - 前記修正静アンバランス量演算工程は、前記静アンバランス量に対応する前記静アンバランス量を修正すべき前記修正部位と前記修正量との情報が記憶されているテーブルを参照することで、前記修正部位と前記修正量とを求めることを特徴とする請求項1記載の回転体のバランス修正方法。
- 前記テーブルは、所定の前記静アンバランス量に対応する前記修正部位と前記修正量との複数の組み合わせが記憶され、前記修正静アンバランス量演算工程において、前記修正部位の使用数が少ない方の前記修正部位と前記修正量との組み合わせを選択することを特徴とする請求項2記載の回転体のバランス修正方法。
- 前記修正部位の使用数が少ない方に高い優先順位を付けることを特徴とする請求項3記載の回転体のバランス修正方法。
- 前記テーブルを参照して優先順位が最も高い前記修正部位及び前記修正量に対応する前記修正位置を演算し、求められた前記修正位置における前記偶アンバランス量の修正が不可能である場合には、優先順位が一つ低い前記修正部位及び前記修正量に対応する前記修正位置を繰り返し演算することを特徴とする請求項3記載の回転体のバランス修正方法。
- 前記回転体のプラス修正方法において、前記修正部位は、前記コアの軸方向に空けられ、且つ周方向に並んだ複数の孔であって、前記修正量は、前記孔に装着可能なバランス修正用のバランスピンの長さであり、前記孔の対応する前記修正位置に前記バランスピンを装着することで、前記回転体の前記アンバランス量を修正することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の回転体のバランス修正方法。
- 前記回転体のマイナス修正方法において、前記修正静アンバランス量演算工程で求めた前記修正部位及び前記修正量と前記修正偶アンバランス量演算工程で求めた前記修正位置とに基づいて、前記コアの外周部分の前記修正部位における前記修正位置を前記修正量分除去することで、前記回転体の前記アンバランス量を修正することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の回転体のバランス修正方法。
- 前記回転体のプラス修正方法において、前記修正静アンバランス量演算工程で求めた前記修正部位及び前記修正量と前記修正偶アンバランス量演算工程で求めた前記修正位置とに基づいて、前記コアの外周部分の前記修正部位における前記修正位置に前記修正量分付加することで、前記回転体の前記アンバランス量を修正することを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の回転体のバランス修正方法。
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