JP6386941B2 - アンバランス修正機の偏心補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、アンバランス修正機の偏心補正方法に係り、更に詳しくは、自動車用等、高速回転部品生産時におけるアンバランス計測および修正工程における設備補正に関する。

自動車部品等に代表される回転機器において、その構成部品である回転体に回転方向（円周上）の質量アンバランスが存在すると機器の性能が低下してしまうためこれを解消すべく、アンバランス修正機を用いて回転体のアンバランスを修正することが行なわれており、特に近年では機器の高機能化、精密化に伴って修正精度を向上することが求められている。アンバランス修正機は、回転機構を備え、この回転機構に回転体を装着して回転機構を回転させることにより回転体のアンバランスを計測し、その後、修正工程へ移行する。

しかしながら、アンバランス修正機そのものも構造体であるが故に偏心を有し、上記精度を補償するにはアンバランス修正機そのものの偏心補正の精度向上が必須とされるところ、従来方法では精度を確保する作業工数に多大な手間と時間を要している。

すなわち従来のアンバランス修正機の偏心補正方法は、以下の手順とされている。

（１）製品である回転体もしくはこの回転体の形状および質量分布を模擬した治具を用意し、これをマスターワークとする。
（２）アンバランス修正機を用いてマスターワークのアンバランスを計測する。このとき計測の結果としては、アンバランス修正機そのもののアンバランス（偏心）とマスターワークのアンバランスが加算される。
（３）マスターワークの円周上１箇所に、既知の質量を備える質量体を設置し、この状態で再度、アンバランス修正機を用いてマスターワークのアンバランスを計測する。このとき計測の結果としては、アンバランス修正機そのもののアンバランス（偏心）とマスターワークのアンバランスが加算され、これに質量体による影響度が加わることになる。
（４）アンバランス修正機に対するマスターワークの取付位置を回転方向に変位させ（例えば１８０°反転）、再々度、アンバランスを計測し、上記（３）工程における計測結果との合成ベクトルによってアンバランス修正機そのものの偏心状態を特定する。変位させる角度は１８０°に限らず、例えば９０°毎などであっても良い。

上記方法によると、上記（４）工程におけるマスターワークの変位時（もしくは質量体位置変更時）の位置に補正精度が依存することになり、よって補正精度の向上が困難である。

また、各計測に時間を要するほか、計測に至るまでの準備作業（段取り作業）に時間を要するため、生産性（作業性）上の問題がある。計測精度の向上を図るべく計測点数を増加させると生産性が更に低下する。

特開平５−９６４５２号公報 特開２０１２−７３１２１号公報

本発明は以上の点に鑑みて、アンバランス修正機の偏心状態を計測し特定する際に、計測精度を低下させることなく生産性、作業性を向上することができるアンバランス修正機の偏心補正方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるアンバランス修正機の偏心補正方法は、回転方向の質量アンバランスに係る既知の位相およびアンバランス量を持つリングと前記リングに対し相対回転可能な取付部とを備えるとともに前記リングおよび取付部をラチェット機構を介して連結したマスターワークを使用し、前記マスターワークをアンバランス修正機に取り付けた状態で前記アンバランス修正機を回転駆動することによりアンバランスを計測し、前記計測時、前記回転駆動に係る加速、定速および制動を一連の動作により複数回行ない、前記制動の過程ごとに、前記リングの慣性により前記ラチェットが開放され、前記取付部に対し前記リングが相対回転することで、前記位相の位置を変位させることを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるマスターワークは、上記した請求項１記載のアンバランス修正機の偏心補正方法に使用するマスターワークであって、回転方向の質量アンバランスに係る既知の位相およびアンバランス量を持つリングと前記リングに対し相対回転可能な取付部とを備えるとともに前記リングおよび取付部をラチェット機構を介して連結した構造を有することを特徴とする。

上記従来技術における（４）工程で、アンバランス修正機に対するマスターワークの取付位置を回転方向に変位させる際には、いちいちアンバランス修正機に対しマスターワークを脱着しなければならなかったところ、本発明では、マスターワークが自動でアンバランスの位相位置を変位させるため、マスターワークを脱着する必要がなく、よってこの分、生産性、作業性を向上することが可能とされる。

手順は、以下のとおりとされる。

（１）上記請求項１または２に記載したとおりの、回転方向の質量アンバランスに係る既知の位相およびアンバランス量を持つリングと、前記リングに対し相対的に回転可能な取付部とを備えるとともに、前記リングおよび取付部をラチェット機構を介して連結した構造のマスターワークを用意する。
（２）上記マスターワークを取付部をもってアンバランス修正機に取り付け、この状態でアンバランス修正機を回転駆動し、アンバランスを計測する。計測に際しては、アンバランス修正機の回転駆動について、加速、定速および制動の各過程を繰り返し行ない、加速および定速の過程または定速の過程でアンバランスを計測する。
（３）加速および定速の過程を経て制動の過程に移行すると、リングが回転に伴う慣性によって取付部に対し相対に先行回転し、ラチェット機構が開放される。ラチェット機構は例えば、取付部側に揺動可能に保持された可動子と、リング側に設けられるとともに可動子が開放可能に係合する凹部状または段差状の係合部とを有し、係合部は回転方向に複数設けられているので（例えば９０°毎の４箇所）、係合部から外れた可動子は隣りの係合部に係合し、よってこの分（（例えば９０°毎の４箇所の場合は９０°）、リングに設けたアンバランスの位相位置が回転方向に自動で変位する。
（４）次いで、引きつづき、次サイクルの加速、定速および制動の各過程を繰り返し行ない、加速および定速の過程または定速の過程でアンバランスを計測し、制動の過程でラチェットの働きによりリングが更に先行回転し、リングに設けたアンバランスの位相位置が更に変位する。
（５）上記（４）の繰り返しにより各計測結果データを蓄積し、このデータからの合成ベクトルによって、アンバランス修正機の偏心状態を特定する。

したがって本発明によれば、アンバランス修正機からマスターワークを一度も取り外すことなく、アンバランス修正機の偏心状態を特定することができる。

回転方向の質量アンバランスに係る既知の位相およびアンバランス量を持つリングについては、リング本体の円周上１箇所に所定の質量を備える質量体を設けることによってアンバランスを設定する。質量体は、リング本体に対し一体であっても良いが、別体として後付けするようにしても良く、この場合には質量体の質量を変更することが可能とされる。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち本発明により、マスターワークは加速・定速（計測）時、従来同様の被検出体としての作用を発揮する。制動時は、リングの慣性によりラチェットが開放され、取付部に対しリングが相対回転することで、アンバランス（質量体）の位相位置も回転する。そして上記作動を繰り返すことにより、マスターワークを脱着することなくアンバランスの回転位置を移動させることができることにより、精度悪化を招くことなく、また回転・計測作動の一連繰り返しにより、単一作業での偏心状態の特定、およびこれに伴う補正が実現可能となる。

本発明の実施例に係るマスターワークの斜視図 同マスターワークの断面図 同マスターワークにおけるラチェット係合状態を示す説明図 同マスターワークを用いる作動例（４回計測例）の説明図 同マスターワークにおけるラチェット開放状態を示す説明図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）マスターワークにおいて、回転方向における既知の位相および不釣合い量を持つリングと、リングに対し相対的に回転可能な固定部を持ち、リングおよび固定部間をラチェットにて回転方向連結する構造を持つもの。
（２）上記マスターワークにおける計測時、加速・定速（計測）・制動・加速・・・を一連の動作により複数回行なう。
（３）上述の不釣合いはリングと一体乃至は別体としても可とする。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１、図２および図３は、本発明の実施例に係るアンバランス修正機の偏心補正方法で使用するマスターワーク１１を示している。

すなわちこのマスターワーク１１は、リング２１と環状の取付部３１とをベアリング４１を介して相対回転可能に組み付けたものであって、リング２１および取付部３１間にラチェット機構５１が設定されている。

リング２１は、ギヤケース２２とこのギヤケース２２に固定されたギヤ２３との組み合わせよりなり、ギヤ２３の内周面に、ラチェット機構５１における可動子５３が開放可能に係合する凹部状または段差状の係合部５４が設けられている。また、このリング２１におけるギヤケース２２の円周上１箇所に、既知の質量を備える質量体（ウエイト部または不釣合い部とも称する）２４がネジ手段などによって着脱可能に取り付けられている。

取付部３１は、ベース３２とこのベース３２に固定されたラチェットガイド３３との組み合わせよりなり、ラチェットガイド３３のフランジ３３ａ外周部にピン状の軸部５２がリング２１へ向けて立設され、この軸部５２にラチェット機構５１における可動子５３が揺動可能に取り付けられている。尚、図３は、図１の全体斜視図からラチェットガイド３３のフランジ３３ａを省略することによりラチェット機構５１の詳細を視認可能とした図である。

ラチェット機構５１において、可動子５３は９０°毎の４等配で円周上４箇所に設けられ、これに対応して凹部状の係合部５４も９０°毎の４等配で円周上４箇所に設けられている。ラチェット機構５１は、取付部３１に対しリング２１が一方の回転方向ｘに相対回転しようとするとき係合し、よって取付部３１およびリング２１は同時回転する。また、取付部３１に対しリング２１が反対向きの回転方向ｙに相対回転しようとするときは係合せず、よってリング２１の相対回転を許容する。

偏心補正の手順は、以下のとおりとされる。

（１）上記構造のマスターワーク１１を用意し、このマスターワーク１１を取付部３１をもってアンバランス修正機の回転軸に取り付け、この取り付けた状態でアンバランス修正機を回転駆動し、アンバランスを計測する。計測に際しては、アンバランス修正機の回転駆動について、図４に示すように加速過程Ａ、定速過程Ｂおよび制動（減速）過程Ｃを繰り返し行ない、定速過程Ｂでアンバランスを計測する。

（２）加速過程Ａおよび定速過程Ｂではラチェット機構５１が係合しているので、リング２１および取付部３１は同時回転する。制動過程Ｃに移行して回転軸と共に取付部３１が減速すると、リング２１がこれまでの定速過程Ｂにおける高速回転に伴う慣性によって図５に示すように取付部３１に対し先行する方向へ相対回転し、ラチェット機構５１を開放する。リング２１の相対回転が９０°を過ぎると、次サイクルの加速過程Ａが開始されるので、ラチェット機構５１の可動子５３が先行回転方向の前方側に位置する次の係合部５４に係合する。この可動子５３が次の係合部５４に係合した状態で、取付部３１に対しリング２１は回転方向に９０°変位したことになり、リング２１におけるギヤケース２２の円周上１箇所に取り付けた質量体２４の位相位置すなわちマスターワーク１１に設定したアンバランスの位相位置も回転方向に９０°変位したことになり、この状態で次サイクルの計測が行なわれる。

（３）上記（２）による計測を４回繰り返し（４回とするのはラチェット機構５１が４等配で、４回で１周するため）、各計測結果データを蓄積し、このデータからの合成ベクトルによって、アンバランス修正機の偏心状態を特定し、これを今後の回転体アンバランス修正作業で活用する。

したがって上記の手順によれば、アンバランス修正機からマスターワーク１１を一度も取り外すことなく、アンバランス修正機の偏心状態を特定することができる。

サイクル毎の変位角度は、９０°に限定されず、例えば１８０°などであっても良い。

１１ マスターワーク
２１ リング
２２ ギヤケース
２３ ギヤ
２４ 質量体
３１ 取付部
３２ ベース
３３ ラチェットガイド
３３ａ フランジ
５１ ラチェット機構
５２ 軸部
５３ 可動子
５４ 係合部

Claims (2)

1. 回転方向の質量アンバランスに係る既知の位相およびアンバランス量を持つリングと前記リングに対し相対回転可能な取付部とを備えるとともに前記リングおよび取付部をラチェット機構を介して連結したマスターワークを使用し、
   前記マスターワークをアンバランス修正機に取り付けた状態で前記アンバランス修正機を回転駆動することによりアンバランスを計測し、
   前記計測時、前記回転駆動に係る加速、定速および制動を一連の動作により複数回行ない、
   前記制動の過程ごとに、前記リングの慣性により前記ラチェットが開放され、前記取付部に対し前記リングが相対回転することで、前記位相の位置を変位させることを特徴とするアンバランス修正機の偏心補正方法。
2. 請求項１記載のアンバランス修正機の偏心補正方法に使用するマスターワークであって、
   回転方向の質量アンバランスに係る既知の位相およびアンバランス量を持つリングと前記リングに対し相対回転可能な取付部とを備えるとともに前記リングおよび取付部をラチェット機構を介して連結した構造を有することを特徴とするマスターワーク。

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