JPH07243932A - 横型バランシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ロータ１を支持する支持装置Ａ１にアキシャ
ル規制手段Ａ５を設ける。このアキシャル規制手段Ａ５
は、ロータ１の軸方向Ｚの移動を、磁気軸受Ａ７１によ
って非接触状態で規制するものである。 【効果】 アキシャル規制手段Ａ５がロータ１と非接触
状態を維持しながら、ロータ１が軸方向Ｚに変位するの
を規制するので、不釣合い情報の検出が安定する。この
結果、精度の高い不釣合い位置を特定することが可能に
なる。従って、精度の高い修正を施すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は横型バランシング装置に
関し、より詳細には、タービン羽根車、クランクシャフ
ト、プロペラシャフト等のロータを水平軸回りに、一方
向に回転駆動または双方向に回動（以下、単に「回動」
という）させて、当該ロータの不釣合いを検出するため
の横型バランシング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にロータを回動させて振動や遠心力
等を検出することにより、当該ロータの不釣合いを検出
する技術が広く知られている（例えば特開昭６０−４８
３９号公報、特開平３−５９４３２号参照）。従来の一
般的なバランシング装置は、ロータを水平軸回りに回動
可能に支持する支持装置、支持装置に支持されたロータ
を駆動する駆動装置、駆動されたロータの不釣合い情報
（ロータの振動や遠心力）を、支持装置を介して検出す
る検出装置、検出装置が検出した不釣合い情報に基づい
て、当該ロータの不釣合い位置を特定する演算装置を備
えたものである。

【０００３】上記支持装置は、ロータの軸方向の変位を
規制する転がり軸受を備えている。この転がり軸受は、
ロータの軸方向に対向してロータを挟み込み、弾性部材
を介して支持装置の基台に固定されている。そして、ロ
ータに対して弾性的に接触することにより、ロータの軸
方向の移動を規制している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種の横型バランシ
ング装置において近年要請されているのは、高い測定精
度である。そのような高い測定精度を得るためには、ロ
ータの回動速度を速く設定する等して、支持装置から検
出される不釣合い情報の精度を高める必要があった。

【０００５】しかるに、従来の構成では、ロータの軸方
向の移動を規制するに当たり、当該ロータに対して軸方
向に接触する転がり軸受が採用されていたので、ロータ
と転がり軸受が接触した際に、不釣合い情報の検出が不
安定になっていた。このため、精度の高い不釣合い位置
を特定することも困難になり、結果として、精度の高い
修正を施すことが困難になっていた。

【０００６】本発明は、上記不具合に鑑みてなされたも
のであり、不釣合い情報の検出を安定させ、もって、精
度の高い修正を施すことのできる横型バランシング装置
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の構成は、ロータを水平軸回
りに回動可能に支持する支持装置、支持装置に支持され
たロータを回動させる駆動装置、回動されたロータの不
釣合い情報を、支持装置を介して検出する検出装置、検
出装置が検出した不釣合い情報に基づいて、当該ロータ
の不釣合い位置を特定する演算装置、および支持装置に
取り付けられ、ロータの軸方向の移動を、磁気軸受によ
って非接触状態で規制するアキシャル規制手段を備えて
いることを特徴とする横型バランシング装置である。

【０００８】

【作用】本発明の構成では、ロータは、支持装置によっ
て回動可能に支持され、駆動される。これにより、検出
装置が不釣合い情報を検出し、演算装置が不釣合い位置
を特定する。この際、アキシャル規制手段は、ロータと
非接触状態を維持しながら、ロータが軸方向に変位する
のを規制する。

【０００９】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ本発明の好まし
い実施例について詳述する。図１は、本発明の一実施例
における横型バランシング装置Ａの概略図である。同図
を参照して、本実施例の横型バランシング装置Ａは、支
持装置Ａ１、駆動装置Ａ２、検出装置Ａ３、演算装置Ａ
４、制御装置Ａ５、加工装置Ａ６、およびアキシャル磁
気軸受装置Ａ７を備えている。

【００１０】先ず、支持装置Ａ１は、タービン羽根車、
クランクシャフト、プロペラシャフト等のロータ１を水
平軸回りに回動可能に支持するためのものであり、弾性
支持体Ａ１１を介して載置面Ａ１２から振動可能に浮揚
された架台Ａ１３と、架台Ａ１３の上面に取り付けられ
た一対の転がり軸受装置Ａ１４とを備えている。各転が
り軸受装置Ａ１４は、それぞれロータ１の軸方向（以
下、この方向をＺ方向という）と直交する水平方向（以
下、この方向をＸ方向という）に沿って並置された一対
の総玉軸受Ａ１４１（図１に一方のみ図示）と、各総玉
軸受Ａ１４１の内輪側部材を支持する支持部材Ａ１４２
とを備えており、各総玉軸受Ａ１４１の外周面にロータ
１の下部を転がり接触させることによりロータ１を回動
可能に支持している。

【００１１】次に、駆動装置Ａ２は、支持装置Ａ１に支
持されたロータ１を駆動させるためのものであり、上記
載置面Ａ１２に載置されたモータＡ２１と、上記架台Ａ
１３を貫通して、モータＡ２１の回転軸Ａ２１１とロー
タ１との間に巻回された無端ベルトＡ２２とを備えたも
のである。この駆動装置Ａ２は、後述する制御装置Ａ５
によって、駆動制御される。

【００１２】次に、検出装置Ａ３は、駆動されたロータ
１の不釣合い情報を、支持装置Ａ１の架台Ａ１３を介し
て検出するためのものであり、支持装置Ａ１の架台Ａ１
３に取り付けられた一対の振動ピックアップＡ３１、Ａ
３２によって具体化されている。一方のピックアップＡ
３１は、ロータ１のＸ方向における不釣合い振動を不釣
合い情報として検出し、検出信号を出力するものであ
る。また、他方のピックアップＡ３２は、Ｘ方向と直交
する垂直方向（以下、この方向をＹ方向という）におけ
る不釣合い振動を不釣合い情報として検出し、検出信号
を出力するものである。

【００１３】検出装置Ａ３が検出した検出信号は、上記
演算装置Ａ４に入力される。この演算装置Ａ４は、検出
装置Ａ３が検出した不釣合い情報に基づいて、当該ロー
タ１の不釣合い位置を特定するためのものであり、上記
ピックアップＡ３１、Ａ３２の出力信号を増幅する増幅
回路Ａ４１、Ａ４２と、増幅回路Ａ４１、Ａ４２の出力
が与えられる掛け算回路Ａ４３、Ａ４４とを備えてい
る。さらに、演算装置Ａ４は、ロータ１の回転位相を検
出するための位相検出装置Ａ４５を備えている。この位
相検出装置Ａ４５は、ロータリエンコーダやジェネレー
タ等で具体化されたものであり、その出力は、各掛け算
回路Ａ４３、Ａ４４に与えられるようになっている。そ
して、掛け算回路Ａ４３、Ａ４４では、入力された各ピ
ックアップＡ３１、Ａ３２並びに位相検出装置Ａ４５の
出力に基づいて、Ｘ方向における不釣合い角度と不釣合
い量並びにＹ方向における不釣合い角度と不釣合い量を
演算し、制御装置Ａ５に演算結果を出力する。

【００１４】この制御装置Ａ５は、マイクロコンピュー
タその他の電装品で構成されており、演算装置Ａ４の演
算結果に基づいて、加工装置Ａ６を駆動する。この加工
装置Ａ６は、ロータ１の不釣合い位置をマーキナング装
置や、ロータ１の回転を制動して不釣合い位置を所定の
位置に位置決めする位置決め装置を含んでいる周知のも
のであり、ロータ１の種類に応じて適宜組み合わせられ
る。

【００１５】次に、本実施例のアキシャル磁気軸受装置
Ａ７について説明する。先ず、アキシャル磁気軸受装置
Ａ７は、互いにロータ１の外周フランジ１１を挟んで対
向することにより対をなす複数のアキシャル磁気軸受Ａ
７１を備えている。各アキシャル磁気軸受Ａ７１は、ロ
ータ１を引きつける駆動用電磁石Ａ７１１を含むもので
あり、互いに相手方の電磁石Ａ７１１との間でロータ１
を引き合うことにより、ロータ１のＺ方向の移動を、非
接触状態で規制するためのものである。ロータ１の端部
には、ギャップセンサＡ７２が配置されている。ギャッ
プセンサＡ７２は、ロータ１のＺ方向における変位を検
出して、その出力を電流制御回路Ａ７３に与えるもので
ある。他方、電流制御回路Ａ７３は、比較器や可変抵抗
器等の電装品で構成された論理回路であり、ギャップセ
ンサＡ７２の出力に基づいて各アキシャル磁気軸受Ａ７
１への電流値を制御し、上記非接触状態を維持しながら
ロータ１のＺ方向の変位を規制するものである。このよ
うに本実施例では、上記電流制御回路Ａ７３とアキシャ
ル磁気軸受装置Ａ７とが、アキシャル規制手段を構成し
ている。

【００１６】次に、本実施例の作用について説明する。
先ず、支持装置Ａ１にロータ１を図示の通り載置し、駆
動装置Ａ２によって、ロータ１を回動させると、検出装
置Ａ３の振動ピックアップＡ３１、Ａ３２が支持装置Ａ
１の架台Ａ１３を介してロータ１の不釣合い情報を検出
し、検出信号を演算装置Ａ４の増幅回路Ａ４１、Ａ４２
に出力するとともに、位相検出装置Ａ４５の出力が演算
装置Ａ４の掛け算回路Ａ４３、Ａ４４に与えられる。こ
れにより、演算装置Ａ４の掛け算回路Ａ４３、Ａ４４か
らは、ロータ１の不釣合い量と不釣合い角度とがＸ方向
並びにＹ方向毎に出力され、制御装置Ａ５に与えられる
ので、制御装置Ａ５は、この出力に基づいて加工装置Ａ
６を駆動するとともに、ディスプレイＡ５１に不釣合い
量および不釣合い位置を表示する。

【００１７】以上の動作中、ロータ１は、単に支持装置
Ａ１の軸受装置Ａ１４の上に載せられているだけである
ので、Ｚ方向へも変位しようとする。しかし、本実施例
においては、アキシャル磁気軸受装置Ａ７の各電磁石Ａ
７１１が、ロータ１との非接触状態を維持しながら、ロ
ータのＺ方向への変位を規制する。この結果、振動ピッ
クアップＡ３１、Ａ３２から出力される信号が安定する
ので、不釣合い情報の検出、ひいては、演算装置Ａ４に
よる演算結果も安定することになり、精度の高い不釣合
い位置を特定することが可能になる。従って、本実施例
によれば、不釣合い情報の検出を安定させ、もって、精
度の高い修正を施すことができる。

【００１８】なお、上述した実施例は、本発明の好まし
い具体例を例示したものに過ぎず、本発明は種々の設計
変更か可能である。例えば、アキシャル磁気軸受の形状
やレイアウト等を変更することにより、フランジ部のな
いロータ１をも非接触状態で支持してもよい。この場
合、ロータ１の軸方向の各端部に近接して、一対の電磁
石Ａ７１１をそれぞれ配置することにする。なおロータ
１を水平面に対して斜めに配置することにすれば、単一
の電磁石をロータ１の何れか一端側に配置すればよいこ
とになる。

【００１９】また、ロータ１を駆動する手段として、上
述した実施例では、ベルトを用いているが、ロータ１の
端部にドライブシャフトを連結し、このドライブシャフ
トを介してモータの回転力を伝達するようにしてもよ
い。或いは、電流制御回路Ａ７３を廃止して、ギャップ
センサＡ７２の出力を制御装置Ａ５に与え、制御装置Ａ
５によって電磁石Ａ７１１を流れる電流の値を制御する
ようにしてもよい。但し、本実施例のように、電流制御
回路Ａ７３を論理回路で構成した方が、電磁石Ａ７１１
の応答性が高くなるという利点がある。

【００２０】その他、本発明の要旨を変更しない範囲内
で、種々の設計変更が可能であることは、云うまでもな
い。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成で
は、アキシャル規制手段がロータと非接触状態を維持し
ながら、ロータが軸方向に変位するのを規制するので、
不釣合い情報の検出が安定する結果、精度の高い不釣合
い位置を特定することが可能になる。従って、本発明に
よれば、不釣合い情報の検出を安定させ、もって、精度
の高い修正を施すことができるという顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における横型バランシング装
置の概略図である。

【符号の説明】

１ ロータ Ａ１ 支持装置 Ａ２ 駆動装置 Ａ３ 検出装置 Ａ４ 演算装置 Ａ７ アキシャル磁気軸受装置（アキシャル規制手
段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータを水平軸回りに回動可能に支持する
   支持装置、 支持装置に支持されたロータを回動させる駆動装置、 回動されたロータの不釣合い情報を、支持装置を介して
   検出する検出装置、 検出装置が検出した不釣合い情報に基づいて、当該ロー
   タの不釣合い位置を特定する演算装置、および支持装置
   に取り付けられ、ロータの軸方向の移動を、磁気軸受に
   よって非接触状態で規制するアキシャル規制手段を備え
   ていることを特徴とする横型バランシング装置。