JP2004036675A - バランスウエイト - Google Patents

Abstract

【課題】管理や取扱いが容易で作業性に優れたバランスウエイトを提供する。
【解決手段】バランスウエイト６は、回転体１のバランスを調整する為、回転体の必要な部位に適用される。バランスウエイト６は、金属粉と接着剤の混合物からなる。金属粉は、比重が１０以上で粒径が０．１〜１００μｍの範囲にあり、タングステンを主成分とする。接着剤は、粘度が１０００ｃＰａ・ｓ〜１５０００ｃＰａ・ｓの一液性硬化型である。バランスウエイトは、金属粉と接着剤を混合して硬化した後の嵩密度が３以上に調整されている。なお、金属粉は、振動モータに取り付ける分銅を製造する際に生じる材料くずを利用可能であり、環境にも配慮される。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンモータのインペラなど回転体のバランス調整に用いるバランスウエイト（バランス取りをするおもり）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、回転体のダイナミックバランスによる釣り合い調整を行なう場合、二通りの方法がある。一つは、局所的に重い部分を削って、全体の釣り合い調整を取る方法である。他の方法は、局所的に軽い部分にバランスウエイトを適用して、全体の釣り合い調整を図る手法である。第一の方法に比べて第二の方法の方が簡便でありコスト的には有利である。不均一な慣性モーメントに起因するアンバランス回転を修正する為、回転体の周部にバランスウエイトを塗布してアンバランス量を修正する構成が多用されている。この様な回転体のアンバランス回転を修正する為に用いるバランスウエイトは、例えば特開２００１−２９８９２９号公報や特開２００１−２９８９２５号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
バランスウエイトとしては、例えばエポキシ樹脂からなる接着剤が多用されており、例えば東理研究所（東京都東大和市狭山２−１３３２−２１）から商品名ドリームウエイトとして市販されている。従来、回転体に対しておもりを付ける位置をあらかじめ計測し、バランスウエイトとなるエポキシ樹脂をその部分に付着させ、加熱硬化していた。しかしながら、従来のエポキシ接着剤は二液混合タイプが主流であり、主剤と硬化剤の反応により硬化するものである。この為、主剤と硬化剤の二液を混合してから使用するまでの時間が制約される。換言すると、混合してから硬化反応が進行するまでの限られた時間に、バランスウエイトを対象物に塗布する必要がある。又、二液の混合は二液が高粘度の為手作業で自動化が困難であり、作業性に劣るという課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明は管理や取扱いが容易で作業性に優れたバランスウエイトを提供することを目的とする。係る目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち、本発明は、回転体のバランスを調整する為回転体の必要な部位に適用されるバランスウエイトであって、比重が１０以上で粒径が０．１〜１００μｍの範囲にありタングステンを主成分とする金属粉と、粘度が１０００ｃＰａ・ｓ〜１５０００ｃＰａ・ｓの一液性硬化型の接着剤とを含み、両者を混合して硬化した後の嵩密度が３以上に調整されている。好ましくは、前記金属粉は、振動モータに取り付ける分銅を製造する際に生じる材料くずを利用する。或いは、前記金属粉は、振動モータで使用した分銅を破砕して得られたものである。また、前記一液性硬化型の接着剤は常温硬化型、あるいは加熱硬化型、かつまたは紫外線硬化型のいずれかであることを特徴としている。
【０００５】
本発明によれば、比重が重い金属粉と一液性硬化型の接着剤を混合してバランスウエイトとしている。従来の様に、二液型の接着剤ではない為、使用に際して混合作業が不要であり、作業性に優れている。高比重の金属粉を添加することでバランスウエイトの嵩密度を高くし、微量で大きなバランス調整が取れる様にしている。微量でよい為、あらかじめ計測した塗布位置に正確に塗布することが可能である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係るバランスウエイトが適用されるインペラの一例を示す模式図である。図１の（Ａ）はインペラの断面図であり、（Ｂ）は同じく平面図である。（Ｂ）の平面図に、Ａ−Ａ線として、（Ａ）に示した断面図の切断線を表わしてある。図１にて示す様にインペラは略円筒形状のベース１を用いて組立てられている。ベース１の外周部には羽根２が取り付けられている。羽根２は例えばＡＢＳ樹脂の成形品からなる。ベース１の内側にはヨーク３が固定されている。更にその内側にはマグネット４が接着剤で取り付けられている。ベース１の中央には回転軸５が取り付けられている。以上の構造から明らかな様に、インペラはブラシレスモータのロータとなっている。
【０００７】
図２は本発明にかかるバランスウエイトを適用されたファンモータを示した模式図である。図２に示すように、ロータは回転軸５を介してファンモータの本体１０の中央に取り付けられた軸受８により回転可能に支持されている。ここで、本体１０に固定されたコイル７に電流を切替通電することによりインペラ（ロータ）が所定方向に回転し、図中Ｆ方向に、空気の流れが生じることとなる。なお、この場合、マグネット４及びコイル７は面対向に取り付けられている。
【０００８】
インペラは組立ばらつきや部品の寸法ばらつきあるいは製造ばらつきにより、回転軸５を中心とした質量分布が均一でなく、アンバランスな場合もある。この時には、局所的に重さの足りない部分にバランスウエイト６を供給する。このバランスウエイト６は本発明に従って調製されたものである。すなわち、バランスウエイト６は金属粉と接着剤とで構成されている。金属粉は、比重が１０以上で粒径が０．１〜１００μｍの範囲にあり、タングステンを主成分とする。接着剤は、粘度が１０００ｃＰａ・ｓ〜１５０００ｃＰａ・ｓの一液性常温硬化型である。あるいは加熱硬化型かつまたは紫外線硬化型であっても良い。バランスウエイト６は、係る金属粉と接着剤を混合して硬化した後の嵩密度が３以上に調整されている。金属粉は、例えば振動モータに取り付ける分銅を製造する際に生じる材料くずを利用することができる。あるいは、金属粉は振動モータで使用した分銅を粉砕して得られたものである。
【０００９】
本発明によれば、バランスウエイトを作成する為に、高比重の金属粉を使用している。粒径は０．１μｍ〜１００μｍが望ましく、さらに好ましくは１〜５０μｍである。０．１μｍ以下では微粒子の為、製造にコストが掛かる。逆に１００μｍ以上では粒径が大き過ぎて少量で重さを加減するバランスウエイトの使用目的に合わない。又、金属粉の比重は１０以上が好ましい。１０以下では塗布量が多くなり過ぎる。金属粉はタングステンを主成分とする。他に金、鉛、パラジウム、白金などが考えられるが、高価であったり環境への影響がある為通常は使用しない。但し、これらの重金属を添加物として主成分のタングステンに混合することは可能である。高比重金属粉と一液性常温硬化型接着剤の硬化後における比重は最低３以上が必要であり、好ましくは４以上である。一液タイプの接着剤は粘度が１０００ｃＰａ・ｓ〜１５０００ｃＰａ・ｓの範囲にあることが好ましい。１０００ｃＰａ・ｓ以下では高比重金属粉と接着剤が分離してしまう。１５０００ｃＰａ・ｓ以上では硬過ぎて定量塗布が困難である。これらを満足する一液常温硬化型接着剤としては、エポキシ系やシリコン系の樹脂がある。市場に供給されている一液性の接着剤としては、例えばセメダインのスーパーＸ、スリーボンドの１５３０、あるいはシリコーンＲＴＶがある。特に、空気中の水分を吸収して硬化する一液湿気硬化型接着剤は常温で十分な接着強度を得ることができる。また、加熱硬化型かつまたはＵＶ硬化型の一液性の接着剤を用いた場合、専用の設備を必要とはするものの同様の結果を得ることができる。このような、接着剤としては、ヘンケルジャパン（株）のロックタイト３０１６等がある。
【００１０】
続いて、図１に示したインペラのバランス取り作業を説明する。まず、組立上がりのインペラをバランシングマシンに掛け、残留アンバランス量を測定する。残留アンバランスが規格量を超えており、バランスが崩れている品物については、残留アンバランス量に従って換算表によりバランスウエイトの供給量を決定する。続いて決められた量のバランスウエイト６を、ベース１とマグネット４との間の隙間に塗布する。この場合、塗布したバランスウエイト６がマグネット４の端面からはみ出さない様にすることが必要である。この後、再度バランシングマシンで残留アンバランス量を測定し、規格に入っていれば良品として次工程に流す。未だ規格に入っていない場合には、初めからバランスウエイト６の供給をやり直す。
【００１１】
図３は、本発明に従って調製されたバランスウエイトの組成と密度を示す表図である。前述した様に、本発明に係るバランスウエイトはタングステン金属粉と常温硬化型一液性接着剤の混合物である。図３の表図ではその混合比をタングステンＷ：接着剤Ｘで表わしてある。又組成比に対応した嵩密度及び理論密度を挙げてある。表図から明らかな様に、タングステン金属粉の分量が３３．３重量％の場合、密度は１．８程度である。これでは、バランスウエイトとしての密度が低過ぎる。タングステン金属粉の分量が６６．７重量％になると密度が３を超える。これにより、バランスウエイトとして必要な嵩密度が得られる。タングステン金属粉の分量を増していくに従い密度は高くなっていく。最大で８５．７重量％になると、嵩密度は６．６３まで上がる。
【００１２】
次に、実施例を説明する。ここでは、高比重金属として平均粒径が４μｍのタングステン粉末を用い、一液常温硬化型接着剤としてセメダイン社のスーパーＸを用いて、バランスウエイトを作成した。タングステン粉末と接着剤の混合比は、硬化後の嵩密度が従来品と同程度となる様に設定した。従来から多用されている二液混合型バランスウエイトであるドリームウエイトの嵩密度は４．７である。図２からこの密度と同等の比重を有する混合比として、タングステン含有率８０重量％を選択し、バランスウエイトを調合した。このバランスウエイトをテーパー型ニードル（φ０．２５）を装着したディスペンサであらかじめおもりを付ける位置と量を計測した結果に基づき、インペラの局部に本バランスウエイトを塗布し、バランス調整を行なった。この結果得られたインペラはファンモータの回転に支障を起こすこともなく円滑に使用可能であった。
【００１３】
バランスウエイトに混合するタングステン金属粉は、例えば振動モータに取り付ける分銅を製造する際に生じる材料くずを利用することができる。あるいは、振動モータで使用した分銅を粉砕して得られたものである。図４は、振動モータに使われる分銅を示したものである。（Ａ）は振動モータを示し、（Ｂ）は分銅を表わしている。図示する様に、分銅１１はシャフト１２を介してモータ１３に取り付けられている。分銅１１は、モータ１３の回転力を振動に変換する為に、シャフト１２の先端に偏心状態で取り付けられている。分銅は高質量を得る為に、比較的高い比重を持つタングステン金属が使用されている。（Ｂ）に示した形状の分銅１１に成形加工する際、タングステン及び他の金属（鉄、ニッケル、銅など）の粒径が数μｍの粉体に、バインダ（樹脂粉）を添加し、圧縮成形して分銅形状を作る。この後、焼結により分銅１１を得る。この際、発生する材料くずを、バランスウエイトの添加物に利用することで、有効活用もしくはリサイクルが可能になるので、環境への適切な配慮がなされていることとなる。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば高比重金属粉を一液性の常温硬化型接着剤あるいは、加熱硬化型かつまたは紫外線硬化型の接着剤に混合してバランスウエイトを作成している。このバランスウエイトは管理や取扱いが容易で作業性に優れている。又、バランスウエイトとして必要な嵩密度を備えている。従って、インペラなど回転体に対してあらかじめ塗布する場所を計測した位置に対して正確に計量し塗布することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバランスウエイトの適用された回転体を示す模式図である。
【図２】本発明に係るバランスウェイトを適用したファンモータを示す模式図である。
【図３】本発明に係るバランスウエイトの組成を示す表図である。
【図４】本発明に係るバランスウエイトの材料となる金属粉を提供する振動モータ用の分銅を示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・ベース、２・・・羽根、３・・・ヨーク、４・・・マグネット、５・・・回転軸、６・・・バランスウエイト、１０・・・ファンモータ本体

Claims (5)

1. 回転体のバランスを調整する為回転体の必要な部位に適用されるバランスウエイトであって、
   比重が１０以上で粒径が０．１〜１００μｍの範囲にあり、タングステンを主成分とする金属粉と、
   粘度が１０００ｃＰａ・ｓ〜１５０００ｃＰａ・ｓの一液性硬化型の接着剤とを含み、
   両者を混合して硬化した後の嵩密度が３以上に調整されているバランスウエイト。
2. 前記一液性硬化型の接着剤は常温硬化型、加熱硬化型、又は紫外線硬化型を含むことを特徴とする請求項１に記載のバランスウエイト。
3. 前記金属粉は、振動モータに取り付ける分銅を製造する際に生じる材料くずを利用する請求項１記載のバランスウエイト。
4. 前記金属粉は、振動モータで使用した分銅を破砕して得られたものである請求項１記載のバランスウエイト。
5. 請求項１に記載のバランスウエイトを備えたファンモータ。

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