JPH1144603A - 動的不つりあい計測装置、および動的不つりあい修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば回転電機のロータ等のワーク２のアン
バランス量を低コストで、且つ精度良く求めることので
きる動的不つりあい計測装置３を提供する。 【解決手段】 ワーク２をフローティング状態にして回
転させる回転動力伝達装置５によって、ワーク２が不つ
りあい量に応じた振幅で回転周期に同期して振れる。こ
のため、そのワーク２の振れ量を検出する不つりあい量
検出部６からの不つりあい信号と、ワーク２の一回転中
のある基準位置を表す基準信号発生部７からの基準信号
とに基づいて、第１位相区間［０，π］および第２位相
区間［π／２，３π／２］を生成して後に、第１位相区
間中の不つりあい量の第１平均値および第２位相区間中
の不つりあい量の第２平均値を求める。そして、その第
１平均値および第２平均値からワーク２のアンバランス
量を求める。これにより、計測時間が３／４周期とな
り、アンバランス量の計測の高速化を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば回転電機の
ロータや送風装置の羽根車等の被検査物の動的不つりあ
い量を計測する動的不つりあい計測装置、およびこの動
的不つりあい計測装置にて計測した被検査物の動的不つ
りあい量を製品の規格値以下となるように修正する動的
不つりあい修正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、デジタル式動的不つりあい計
測装置は、例えば特開昭５７−４６１３６号公報に記載
されたように、雑音成分を含む振動検出器の出力（振動
信号）を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）して、振動信号中
の不つりあい信号成分のみをマイクロコンピュータによ
り計算で算出している。そして、計算１回だけの答えを
もって不つりあい信号成分とすることは不正確であるの
で、数十周期以上の回数に渡り、この計算を繰り返し行
い、その答えの平均値を求めている。そして、その平均
値からワークの回転周期成分の振幅および位相角度を求
め、さらにそのワークの回転周期成分の振幅および位相
角度から動的不つりあい量（動的不つりあいの大きさお
よび動的不つりあいの位置）を求めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の動的
不つりあい計測装置のようなＦＦＴ方式で演算できるス
ペクトルの周波数成分ｆｎは、不つりあい量のサンプリ
ング時間がＴ（ｓｅｃ）の時、下記の数１の式となる。

【数１】ｆｎ（Ｈｚ）＝ｎ／Ｔ 但し、ｎ＝１，２，３…

【０００４】そして、従来の動的不つりあい計測装置の
ようなＦＦＴ方式では、図１０（ａ）、（ｂ）に示した
ように、サンプリング時間（積分区間）Ｔｓｅｃによっ
て決まる離散的な周波数成分のスペクトル｛ｎ／２
（本）｝しか演算することができなかった。なお、スペ
クトルのバンド幅はΔｆ＝１／Ｔ（Ｈｚ）であり、ＦＦ
Ｔ帯域幅は１／（２×Δｔ）Ｈｚである。

【０００５】また、従来の動的不つりあい計測装置のよ
うなＦＦＴ方式では、１Ｈｚ間隔のスペクトルを得るた
めには１ｓｅｃのサンプリング時間が必要であり、０．
１Ｈｚ間隔のスペクトルを得るためには１０ｓｅｃのサ
ンプリング時間が必要であった。すなわち、従来の動的
不つりあい計測装置のようなＦＦＴ方式では、サンプリ
ング速度を上げることにより演算可能な周波数帯域が向
上するだけで、必要とする被検査物の回転周波数におけ
る計測精度、周波数成分のスペクトルのバンド幅には何
ら影響しなかった。

【０００６】したがって、精度良く、動的不つりあい量
を求めるためには、ワークの回転速度が正確に計測可能
な周波数となるように高精度な制御を行うか、サンプリ
ング時間を長くして、すなわち、周波数成分のスペクト
ルのバンド幅を小さくして、演算できるスペクトルの周
波数成分を連続量（例えば正弦波）に近づける必要があ
り、動的不つりあい量の計測の高速化および低コスト化
ができないという問題があった。

【０００７】また、従来の動的不つりあい修正方法は、
計測したワークの動的不つりあい量に相当する不つりあ
い量をワークから除去して、修正後の動的不つりあい量
がゼロになるように修正したが、この方法では除去する
量が多く、ワークの製品特性が低下するという問題があ
った。さらに、計測したワークの動的不つりあい量が小
さい場合には、計測誤差、修正誤差の影響により、修正
後の動的不つりあい量が修正前の動的不つりあい量より
も大きくなり、動的不つりあい修正により、不つりあい
量と製品特性の両方を悪くしてしまうという問題があっ
た。

【０００８】

【発明の目的】本発明の目的は、例えばワーク等の被検
査物の動的不つりあい量を低コストで、且つ精度良く求
めることのできる動的不つりあい計測装置を提供するこ
とにある。また、本発明の目的は、除去加工時の、動的
不つりあい計測装置にて計測した被検査物から除去する
量を低減することにより、被検査物の製品特性の低下を
抑制することのできる動的不つりあい修正方法を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、被検査物の一回転中のある基準位置に対して、
０から第１回転位置までの第１位相区間中に入力したデ
ジタル値の第１平均値を求める。そして、被検査物の一
回転中のある基準位置に対して、第１回転位置よりも基
準位置寄りの回転位置から第２回転位置までの第２位相
区間中に入力したデジタル値の第２平均値を求める。そ
して、デジタル値の第１平均値およびデジタル値の第２
平均値に基づいて、被検査物の動的不つりあい量が演算
される。それによって、不つりあい信号に対応したデジ
タル値のサンプリング速度を上げることにより、被検査
物の動的不つりあい量の計測精度を容易に向上できるよ
うになる。したがって、計測精度を確保するために被検
査物の回転速度を高精度に制御する必要もなくなるた
め、被検査物の動的不つりあい量を低コストで、且つ精
度良く求めることができる。

【００１０】請求項２に記載の発明によれば、第１位相
区間を、基準位置に対して０からπまでの位相区間と
し、第２位相区間を、基準位置に対してπ／２から３π
／２までの位相区間とすることにより、被検査物がある
基準位置から一回転する間の動的不つりあい量を、３／
４回転する期間の不つりあい信号、つまりデジタル値で
求めることができる。

【００１１】請求項３に記載の発明によれば、平均化処
理手段にて求められたデジタル値の第１平均値およびデ
ジタル値の第２平均値に基づいて、動的不つりあいの大
きさおよび動的不つりあいの位置を求めることにより、
請求項１に記載の発明と同様な効果を達成することがで
きる。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の動的不つりあい計測装置にて計測した被検査物
の動的不つりあい量が所定の動的不つりあい量よりも小
さい場合には、被検査物の除去加工を行わないようにす
ることにより、修正量が少なくなる。それによって、被
検査物の修正後の動的不つりあい量が修正前の動的不つ
りあい量よりも大きくなる不具合を回避することができ
る。

【００１３】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
に記載の動的不つりあい計測装置にて計測した被検査物
の動的不つりあい量が所定の動的不つりあい量よりも大
きい場合には、被検査物の除去加工を行って、被検査物
の動的不つりあい量を所定の動的不つりあい量よりも小
さくすることにより、従来の方法である、計測したワー
クの動的不つりあい量に相当する不つりあい量をワーク
から除去して、修正後の動的不つりあい量がゼロになる
ように修正する方法と比較して、被検査物から除去する
量を少なくすることができるので、被検査物の製品特性
の低下を防止することができる。

【００１４】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
に記載の動的不つりあい計測装置にて求められた被検査
物の動的不つりあい量と所定の動的不つりあい量との差
が大きい場合には、修正後の動的不つりあい量をゼロま
たはゼロに近い値とすることにより、より確実に修正後
の動的不つりあい量を所定の動的不つりあい量よりも小
さくすることができる。また、請求項１に記載の動的不
つりあい計測装置にて求められた被検査物の動的不つり
あい量と所定の動的不つりあい量との差が小さくなるに
従って、修正後の動的不つりあい量を所定の動的不つり
あい量に近づけていくことにより、より確実に修正後の
動的不つりあい量を所定の動的不つりあい量よりも小さ
くすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】

〔実施形態の構成〕図１ないし図９は本発明の実施形態
を示したもので、図１は動的不つりあい計測装置を示し
た図で、図２は回転動力伝達装置を示した図で、図３は
動的不つりあい修正装置を示した図である。

【００１６】本実施形態の動的不つりあい計測修正装置
１は、ワーク２に許容限度（規格値）以上の動的不つり
あいがあると、回転時に、振動や騒音が発生し、そのワ
ーク２を備えた回転電機の効率、寿命を著しく低下させ
るので、ワーク２の動的不つりあいを計測し、その不つ
りあい部分を修正するシステムである。すなわち、動的
不つりあい計測修正装置１は、ワーク２の動的不つりあ
い量を波形トレース方式により算出するデジタル式の動
的不つりあい計測装置３と、この動的不つりあい計測装
置３により計測した動的不つりあい量に基づいてワーク
２の一部を除去加工する動的不つりあい修正装置４とを
備えている。

【００１７】ワーク２は、本発明の被検査物に相当する
もので、例えば電動機の電機子装置または発電機の界磁
装置等のロータである。このワーク２は、ランデル型ポ
ールコアまたは磁性材料よりなるプレートを複数積層し
てなる積層コア等のコア（図示せず）と、このコアの積
層方向の両端から突出するように設けられたシャフト１
３と、コアに巻回されたコイル（図示せず）とからな
る。

【００１８】次に、動的不つりあい計測装置３を図１お
よび図２に基づいて簡単に説明する。この動的不つりあ
い計測装置３は、ワーク２を回転駆動するための回転動
力伝達装置５、ワーク２の不つりあい量に応じた不つり
あい信号（アナログ信号）を発生する不つりあい量検出
部６、基準信号を発生する基準信号発生部７、および不
つりあい信号と基準信号とから動的不つりあい量を求め
る第１コンピュータ１１から構成されている。

【００１９】回転動力伝達装置５は、本発明の被検査物
駆動手段に相当するもので、駆動用モータ（駆動手段）
２１の回転動力を、駆動用プーリ２２、２３および駆動
用ベルト２４を介してワーク２に伝達するものである。
なお、駆動用モータ２１は、ワーク２を一定の回転速度
（例えば１２００ｒｐｍ）で回転駆動する。また、回転
動力伝達装置５は、駆動用プーリ２２、２３をコイルス
プリング等の弾性体２５、２６の弾性変形力によってワ
ーク２をフローティング状態にしている。すなわち、ワ
ーク２は、駆動用モータ２１から回転動力が伝達される
と、不つりあい量に応じた振幅でワーク２の回転周期に
同期して振れる。

【００２０】不つりあい量検出部６は、本発明の信号発
生手段に相当するもので、ワーク２の振れ量（不つりあ
い信号）をアナログ電圧に変換して出力する不つりあい
量検出手段である。また、基準信号発生部７は、ワーク
２の一回転中のある基準位置を表す信号を出力するもの
で、ワーク２のシャフト１３に形成されたスリット等の
基準点（図示せず）を検出し、ワーク２の一回転につき
１パルスの基準パルスを発生する基準信号発生手段であ
る。

【００２１】第１コンピュータ１１は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭおよびＡ／Ｄ変換器を備え、それ自体は周知
の構造の計測用制御装置である。この第１コンピュータ
１１は、図１に示したように、不つりあい量入力部３
１、基準信号入力部３２、角度生成部３３、位相区間生
成部３４、平均化処理部３５および動的不つりあい量演
算部３６等から構成されている。

【００２２】不つりあい量入力部３１は、本発明のデジ
タル値入力手段に相当する部分で、不つりあい量検出部
６で発生した不つりあい信号（アナログ電圧）を、一定
間隔（サンプリング間隔：Δｔｓｅｃ）で、つまりワー
ク２の回転周期よりも充分に早いサンプリング速度で計
測し、デジタルデータとしてＣＰＵに出力するＡ／Ｄ変
換器である。基準信号入力部３２は、基準信号発生部７
で発生した基準パルスの立ち上がりエッジを検出し、基
準信号としてＣＰＵに出力するＡ／Ｄ変換器である。

【００２３】角度生成部３３は、ワーク２の一回転中の
ある基準位置に対し、０、π／２（本発明の第１回転位
置よりも基準位置寄りの回転位置回転位置に相当す
る）、π（本発明の第１回転位置に相当する）、３π／
２（本発明の第２回転位置に相当する）だけ回転したタ
イミング（回転角度）を２πの回転周期で生成するＣＰ
Ｕの一構成部分（回転角度生成手段）で、基準信号入力
部３２から基準信号が入力されてから、再度基準信号入
力部３２から基準信号が入力されるまでの間に計測する
不つりあい量データ（デジタルデータ）の数をカウント
する。位相区間生成部３４は、角度生成部３３で生成さ
れたワーク２の回転タイミングから、第１位相区間
［０，π］および第２位相区間［π／２，３π／２］を
生成するＣＰＵの一構成部分（位相区間生成手段）であ
る。

【００２４】平均化処理部３５は、本発明の平均化処理
手段に相当する部分で、不つりあい量入力部３１から一
定間隔（サンプリング間隔：Δｔｓｅｃ）で入力した不
つりあい量（デジタルデータ）の第１位相区間［０，
π］の第１平均値（Ｆｘ）および第２位相区間［π／
２，３π／２］の第２平均値（Ｆｙ）を算出するＣＰＵ
の一構成部分である。動的不つりあい量演算部３６は、
本発明の動的不つりあい量演算手段に相当する部分で、
平均化処理部３５で算出した第１平均値（Ｆｘ）および
第２平均値（Ｆｙ）から、動的不つりあい量、つまり動
的不つりあいの大きさおよび動的不つりあいの位置を算
出するＣＰＵの一構成部分である。

【００２５】次に、動的不つりあい修正装置４を図３お
よび図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図４は動
的不つりあい修正装置の変形例を示した図である。動的
不つりあい修正装置４は、ワーク２の動的不つりあいを
除去するための除去加工を行うもので、ワーク２に所定
の深さの穴１４を空ける修正ドリルユニット８、ワーク
２を保持するワーク保持ユニット９、および修正ドリル
ユニット８およびワーク保持ユニット９を制御する第２
コンピュータ１２等から構成されている。

【００２６】修正ドリルユニット８は、ベース盤４０上
に固定されたドリル（切削工具）４１、およびワーク２
の修正量分だけ穴１４を空けるようにそのベース盤４０
を水平方向に変位させる送り用モータ（水平方向移動手
段）４２等から構成されている。なお、ワーク２の修正
量とは、ワーク２から除去する動的不つりあい量（修正
動的不つりあい量：ｆｄ）のことである。そして、ワー
ク２の穴１４の形成位置は、図３に示したように、ワー
ク２の径方向に形成しても良く、図４に示したように、
ワーク２に取りつけた補強リング１５の軸方向に形成し
ても良い。また、修正ドリルユニット８の代わりに、カ
ッター等の他の切削工具または砥石等の研磨工具を用い
ても良い。

【００２７】ワーク保持ユニット９は、例えばワーク２
のシャフト１３を保持する一対のホルダー４３、この一
対のホルダー４３を水平方向に対して垂直方向に変位さ
せることにより、ワーク２の垂直方向の位置決めを行う
位置決め用モータ４４、および一対のホルダー４３と位
置決め用モータ４４とを連結する連結用ロッド４５等か
ら構成されている。その位置決め用モータ４４は、計測
した動的不つりあいの位置に対応した除去加工を行うべ
き位置にワーク２を変位させる垂直方向移動手段であ
る。

【００２８】第２コンピュータ１２は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭおよびＡ／Ｄ変換器を備え、それ自体は周知
の構造の修正用制御装置であり、第１コンピュータ１１
と一体化されていても良い。この第２コンピュータ１２
は、第１コンピュータ１１より送信されてきたワーク２
の動的不つりあい量（動的不つりあいの大きさおよび動
的不つりあいの位置）を読み込む。そして、第２コンピ
ュータ１２は、動的不つりあいの位置から除去加工を行
うべき位置を割り出し、その位置が修正ドリルユニット
８の位置になるように位置決め用モータ４４に指令す
る。また、第２コンピュータ１２は、動的不つりあいの
大きさから修正量、つまり修正動的不つりあい量（ｆ
ｄ）を設定し、この設定された修正量に対応した除去加
工（深さの穴１４）となるように、送り用モータ４２に
指令する。

【００２９】〔実施形態の計測方法〕次に、本実施形態
の動的不つりあい量の計測方法を図１、図２、図５およ
び図６に基づいて簡単に説明する。ここで、図５は第１
コンピュータ１１による動的不つりあい量の計測方法の
手順を示したフローチャートである。

【００３０】先ず、基準信号を入力する（基準信号入力
手段：ステップＳ１）。ここで、上述したように、ワー
ク２はフローティング状態にしてあり、図６（ａ）のタ
イムチャートに示したように、不つりあい量に応じた振
幅で回転周期に同期してワーク２が振れる。このため、
不つりあい量検出部６では、ワーク２の振れ量（周波数
成分の振幅）をアナログ電圧に変換して出力し、不つり
あい量入力部３１では、不つりあい量検出部６から入力
したアナログ電圧をワーク２の回転周期よりも充分に早
いサンプリング速度で計測し、ワーク２の不つりあい量
をデジタルデータとして読み込む。ここで、図６（ａ）
において、Ｔは計測時間（サンプリング時間、トレース
時間）のことで、Ｔ＝Δｔ×ｎ（ｓｅｃ）である。

【００３１】次に、上述したように、ワーク２の不つり
あい量（デジタルデータ）を一定間隔｛＝サンプリング
間隔（Δｔｓｅｃ）、図６（ａ）参照｝で読み込み、一
旦データ列としてＲＡＭに保存する（不つりあい量検出
手段、デジタル値入力手段：ステップＳ２）。このと
き、同時に基準信号が入力した時の不つりあい量（デジ
タルデータ）が判るようにマーキングしておく。次に、
再度基準信号を入力したか否かを判定する（基準信号入
力手段：ステップＳ３）。この判定結果がＮＯの場合に
は、ステップＳ２の処理を行う。

【００３２】また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの
場合には、基準信号が入力されてから再度入力されるま
での間の不つりあい量（デジタルデータ）の数をカウン
トする（データ計数手段：ステップＳ４）。ここで、カ
ウント数＝ｎとすると、ワーク２が一定の回転速度（例
えば１２００ｒｐｍ）で回転しているものとみなせば、
ｎ／４、２ｎ／４、３ｎ／４個目の不つりあい量（デジ
タルデータ）がワーク２の回転角度π／２、π、３π／
２の時の不つりあい量（デジタルデータ）となる。

【００３３】次に、第１位相区間［０，ｎ／２］および
第２位相区間［ｎ／４，３ｎ／４］を生成する（位相区
間生成手段：ステップＳ５）。次に、ｎ個の計測データ
Ｄｋ（ｋ＝１，２，３……ｎ）に対し、下記の数２の式
および数３の式を計算し、第１位相区間［０，ｎ／２］
の不つりあい量の第１平均値（Ｆｘ）および第２位相区
間［ｎ／４，３ｎ／４］の不つりあい量の第２平均値
（Ｆｙ）を算出する（平均化処理手段：ステップＳ
６）。

【数２】

【数３】

【００３４】次に、ステップＳ６で算出した不つりあい
量の第１、第２平均値（Ｆｘ，Ｆｙ）より、図６（ｂ）
に示したように、下記の数４の式および数５の式に基づ
いて動的不つりあい量（アンバランス量）を算出する。
すなわち、動的不つりあいの大きさおよび動的不つりあ
いの位置を算出する（動的不つりあい量演算手段：ステ
ップＳ７）。以上により、動的不つりあいの計測を終了
する。

【数４】

【数５】

【００３５】〔実施形態の修正方法〕次に、本実施形態
の動的不つりあいの修正方法を図３、図４、図７ないし
図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図７および図
８は第２コンピュータ１２による動的不つりあいの修正
方法の手順を示したフローチャートである。

【００３６】先ず、前工程にある不つりあい計測装置３
で計測したアンバランス量（動的不つりあいの大きさお
よび動的不つりあいの位置）を読み込む（動的不つりあ
い量入力手段：ステップＳ１１）。次に、読み込んだ動
的不つりあいの位置から除去加工を行うべき位置を割り
出す（除去加工位置決定手段：ステップＳ１２）。次
に、その除去加工を行うべき位置が修正ドリルユニット
８の位置になるように位置決め用モータ４４に指令する
（ステップＳ１３）。

【００３７】次に、図８のルーチンに示す本実施形態の
方法により修正量を算出し、算出した修正量を送り用モ
ータ４２に指令する（修正量決定手段：ステップＳ１
４）。次に、除去加工を行う。すなわち、ワーク２に所
定の深さ（＝修正量）の穴１４を修正ドリルユニット８
により空ける（ステップＳ１５）。以上により、動的不
つりあいの修正を終了する。

【００３８】次に、動的不つりあいの大きさ（修正前動
的不つりあい量）をｆｍ、修正ドリルユニット８により
除去する動的不つりあい量（修正動的不つりあい量）を
ｆｄとし、修正後に、ワーク２の動的不つりあい量を基
準動的不つりあい量（所定の動的不つりあい量、規格
値：ｆｌ）以下にする場合の修正方法を説明する。

【００３９】先ず、図８のルーチンが起動すると、修正
前動的不つりあい量（ｆｍ）と基準動的不つりあい量
（ｆｌ）を比較する。例えば修正前動的不つりあい量
（ｆｍ）が基準動的不つりあい量（ｆｌ）以上に大きい
か否かを判定する（第１比較手段：ステップＳ２１）。
この判定結果がＮＯの場合には、すなわち、修正前動的
不つりあい量（ｆｍ）が基準動的不つりあい量（ｆｌ）
よりも小さければ除去加工せず（ステップＳ２２）、す
なわち、ワーク２の動的不つりあいを修正しないで処理
を完了する。

【００４０】また、修正前動的不つりあい量（ｆｍ）が
基準動的不つりあい量（ｆｌ）の２倍以上に大きいか否
かを判定する（第２比較手段：ステップＳ２３）。この
判定結果がＹＥＳの場合には、すなわち、修正前動的不
つりあい量（ｆｍ）が基準動的不つりあい量（ｆｌ）の
２倍以上に大きい場合には、図９の特性図に示したよう
に、修正動的不つりあい量（ｆｄ）を修正前動的不つり
あい量（ｆｍ）と同じに設定する。すなわち、ワーク２
の修正量は、修正前動的不つりあい量（ｆｍ）となる
（修正量設定手段：ステップＳ２４）。次に、修正後の
動的不つりあい量をゼロにするような修正を行うよう
に、送り用モータ４２に指令する（ステップＳ２５）。
その後に、図８のルーチンを抜けて、ステップＳ１５の
除去加工を行う。

【００４１】また、ステップＳ２３の判定結果がＮＯの
場合には、すなわち、修正前動的不つりあい量（ｆｍ）
が基準動的不つりあい量（ｆｌ）以上、その２倍（２ｆ
ｌ）未満の場合には、修正動的不つりあい量（ｆｄ）を
（２ｆｌ−ｆｍ）に設定する（修正量設定手段：ステッ
プＳ２６）。次に、図９の特性図に示したように、修正
前動的不つりあい量（ｆｍ）が小さくなるに従って目標
とする修正後の動的不つりあい量を基準動的不つりあい
量（ｆｌ）に近づけるように修正を行うように、送り用
モータ４２に指令する（ステップＳ２７）。その後に、
図８のルーチンを抜けて、ステップＳ１５の除去加工を
行う。

【００４２】〔実施形態の効果〕以上のように、本実施
形態の動的不つりあい計測装置３は、計測した不つりあ
い量のデジタルデータを平均化処理することによりワー
ク２の動的不つりあい量（アンバランス量）を求める波
形トレース方式を採用している。この結果、従来のＦＦ
Ｔ方式では１Ｈｚ間隔のスペクトルを得るためには１ｓ
ｅｃの計測時間が必要であり、０．１Ｈｚ間隔のスペク
トルを得るためには１０ｓｅｃの計測時間が必要であっ
たものを、数十ｍｓｅｃ程度（１２００ｒｐｍで回転時
５０ｍｓｅｃ）に計測時間（サンプリング時間）Ｔを高
速化することができる。

【００４３】そして、従来のＦＦＴ方式に比べて、ワー
ク２の回転速度の変動が計測精度に与える影響を極端に
少なくすることができる。したがって、動的不つりあい
量の計測の高速化を実現できると共に、容易にサンプリ
ング速度を上げるだけで動的不つりあい量の計測精度の
向上を図ることができる。また、従来の方法のような、
ワーク２の回転速度を演算可能なスペクトル周波数に合
わせるため（計測精度を確保するため）に、被検査物の
回転速度を高精度に制御する必要もなくなるため、コス
トダウンが可能となり、高速、高精度に計測できる低コ
ストなデジタル式動的不つりあい計測装置を提供でき
る。

【００４４】本実施形態の修正方法によれば、修正前動
的不つりあい量（ｆｍ）が、基準動的不つりあい量（ｆ
ｌ）以下の場合は、除去加工を行わないため、修正後の
動的不つりあい量が修正前よりも大きくなることはな
い。また、修正前動的不つりあい量（ｆｍ）が大きくな
るに従って計測誤差、修正誤差の影響が大きくなるが、
修正前動的不つりあい量（ｆｍ）が大きくなるに従っ
て、目標とする修正後の動的不つりあい量がゼロに近づ
くように修正動的不つりあい量（ｆｄ）を設定している
ので、より確実に修正後動的不つりあい量を基準動的不
つりあい量（ｆｌ）以下にすることができる。

【００４５】〔他の実施形態〕本実施形態では、本発明
を、回転電機のロータ等のワーク２の動的不つりあいを
検出および修正する動的不つりあい計測修正装置１に適
用した例を説明したが、本発明を、送風装置の羽根車
（ファン）や風向計の回転体等の試験体（被検査物）の
動的不つりあいを検出および修正する動的不つりあい計
測修正装置に適用しても良い。

【００４６】本実施形態では、ワーク２の３／４回転分
の不つりあい量（デジタルデータ）に基づいてワーク２
の動的不つりあい量を算出しているが、更に高精度化を
計るために、被検査物の数回転分もしくはそれ以上の不
つりあい量（デジタルデータ）を使用して平均化処理を
行うことにより被検査物の動的不つりあい量を算出する
ようにしても良い。

【００４７】本実施形態では、ワーク２の一回転当り１
パルスの信号を基準信号としているが、基準信号は、被
検査物の回転量が定量的に計測できれば良く、例えば１
／４回転毎に１パルスまたは反転する信号を使用するこ
とにより、被検査物の速度変動に対する精度が向上する
ばかりでなく、本実施形態の角度生成部３３も不要とな
る。

【００４８】本実施形態では、動的不つりあい計測装置
３で求めた動的不つりあい量を動的不つりあい修正装置
４に送信しているが、動的不つりあい計測装置３で求め
た動的不つりあい量（動的不つりあいの大きさおよび動
的不つりあいの位置）を液晶表示装置等の視覚表示装置
にデジタル表示またはアナログ表示しても良い。また、
音声を発する聴覚表示装置によってデジタル表示または
アナログ表示しても良い。

【００４９】本実施形態の修正方法において、修正前動
的不つりあい量（ｆｍ）が基準動的不つりあい量（ｆ
ｌ）の２倍以上で目標の修正後動的不つりあい量をゼロ
にしているが、修正前動的不つりあい量（ｆｍ）が大き
くなるに従って目標の修正後動的不つりあい量が小さく
なれば良く、ゼロにする修正前動的不つりあい量は実際
の修正状況に合わせて設定すれば良い。また、ゼロにし
なくても良い。

【００５０】本実施形態では、修正前動的不つりあい量
（ｆｍ）が大きくなるに従って直線的に修正動的不つり
あい量（ｆｄ）を変化させているが、これも実際の修正
状況に合わせて設定すれば良い。また、修正前動的不つ
りあい量（ｆｍ）が基準動的不つりあい量（ｆｌ）以下
で修正動的不つりあい量（ｆｄ）をゼロにしているが、
計測誤差、修正誤差を考慮して修正動的不つりあい量
（ｆｄ）をゼロとする範囲を変えても良い。

【００５１】本実施形態では、被検査物の一回転中のあ
る基準位置からの第１回転位置をπとし、第１回転位置
よりも基準位置寄りの回転位置をπ／２とし、第２回転
位置を３π／２としたが、第２回転位置が基準位置に対
して２πよりも小さく、且つ第１位相区間と第２位相区
間とがオーバラップしていればいずれの回転位置をとっ
ても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】動的不つりあい計測装置を示したブロック図で
ある（実施形態）。

【図２】回転動力伝達装置を示した正面図である（実施
形態）。

【図３】動的不つりあい修正装置を示したブロック図で
ある（実施形態）。

【図４】動的不つりあい修正装置の変形例を示した斜視
図である（実施形態）。

【図５】第１コンピュータによる動的不つりあい量の計
測方法の手順を示したフローチャートである（実施形
態）。

【図６】（ａ）は波形トレース方式によるサンプリング
時間を示したタイムチャートで、（ｂ）は不つりあい量
と平均振幅との関係を示したグラフである（実施形
態）。

【図７】第２コンピュータによる動的不つりあいの修正
方法の手順を示したフローチャートである（実施形
態）。

【図８】第２コンピュータによる動的不つりあいの修正
方法の手順を示したフローチャートである（実施形
態）。

【図９】修正前動的不つりあい量と修正動的不つりあい
量との関係を示した特性図である（実施形態）。

【図１０】（ａ）はＦＦＴ方式でのサンプリング時間を
示したタイムチャートで、（ｂ）は周波数と振幅との関
係を示したグラフである（従来の技術）。

【符号の説明】

１ 動的不つりあい計測修正装置 ２ ワーク（被検査物） ３ 動的不つりあい計測装置 ４ 動的不つりあい修正装置 ５ 回転動力伝達装置（被検査物駆動手段） ６ 不つりあい量検出部（信号発生手段） ７ 基準信号発生部 ８ 修正ドリルユニット ９ ワーク保持ユニット １１ 第１コンピュータ １２ 第２コンピュータ １３ シャフト １４ 穴 ３１ 不つりあい量入力部（デジタル値入力手段） ３２ 基準信号入力部 ３３ 角度生成部 ３４ 位相区間生成部 ３５ 平均化処理部（平均化処理手段） ３６ 動的不つりあい量演算部（動的不つりあい量演算
手段）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）被検査物を一定の回転速度で回転駆
   動する被検査物駆動手段と、 （ｂ）前記被検査物の回転周期に同期した不つりあい信
   号を発生する信号発生手段と、 （ｃ）この信号発生手段にて発生した不つりあい信号を
   一定間隔でデジタル値に変換して入力するデジタル値入
   力手段と、 （ｄ）前記被検査物の一回転中のある基準位置に対して
   ０から第１回転位置までの第１位相区間中に前記デジタ
   ル値入力手段にて入力したデジタル値の第１平均値を求
   めると共に、 前記基準位置に対して前記第１回転位置よりも前記基準
   位置寄りの回転位置から第２回転位置までの第２位相区
   間中に前記デジタル値入力手段にて入力したデジタル値
   の第２平均値を求める平均化処理手段と、 （ｅ）この平均化処理手段にて求められた前記第１平均
   値および前記第２平均値に基づいて、前記被検査物の動
   的不つりあい量を演算する動的不つりあい量演算手段と
   を備えた動的不つりあい計測装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の動的不つりあい計測装置
   において、 前記第１位相区間は、前記基準位置に対して０からπま
   での位相区間であり、 前記第２位相区間は、前記基準位置に対してπ／２から
   ３π／２までの位相区間であることを特徴とする動的不
   つりあい計測装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の動的不つ
   りあい計測装置において、 前記動的不つりあい量演算手段は、前記平均化処理手段
   にて求められた前記第１平均値および前記第２平均値に
   基づいて、動的不つりあいの大きさ、および動的不つり
   あいの位置を求めることを特徴とする動的不つりあい計
   測装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１つに
   記載の動的不つりあい計測装置にて求められた前記被検
   査物の動的不つりあい量に基づいて前記被検査物の一部
   を除去することにより、前記被検査物の動的不つりあい
   量を所定の動的不つりあい量よりも小さくする動的不つ
   りあい修正方法において、 前記動的不つりあい計測装置にて求められた前記被検査
   物の動的不つりあい量が所定の動的不つりあい量よりも
   小さい場合は、除去加工を行わないことを特徴とする動
   的不つりあい修正方法。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれか１つに
   記載の動的不つりあい計測装置にて求められた前記被検
   査物の動的不つりあい量に基づいて前記被検査物の一部
   を除去することにより、前記被検査物の動的不つりあい
   量を所定の動的不つりあい量よりも小さくする動的不つ
   りあい修正方法において、 前記動的不つりあい計測装置にて求められた前記被検査
   物の動的不つりあい量が所定の動的不つりあい量よりも
   大きい場合は、除去加工して前記被検査物の動的不つり
   あい量を所定の動的不つりあい量よりも小さくすること
   を特徴とする動的不つりあい修正方法。
6. 【請求項６】請求項５に記載の動的不つりあい修正方法
   において、 前記動的不つりあい計測装置にて求められた前記被検査
   物の動的不つりあい量と前記所定の動的不つりあい量と
   の差が大きい時には、修正後の動的不つりあい量をゼロ
   またはゼロに近い値とし、 前記動的不つりあい計測装置にて求められた前記被検査
   物の動的不つりあい量と前記所定の動的不つりあい量と
   の差が小さくなるに従って、修正後の動的不つりあい量
   を前記所定の動的不つりあい量に近づけていくことを特
   徴とする動的不つりあい修正方法。