JP3443719B2 - 動バランス測定機 - Google Patents
動バランス測定機Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は回転体の動バランス測定
機に関し、高速回転するポリゴンミラー等に好適に用い
られる動バランス測定機に関する。
機に関し、高速回転するポリゴンミラー等に好適に用い
られる動バランス測定機に関する。
【０００２】
【従来の技術】軽量で高速回転するポリゴンミラーも、
特開平４−１７２２２７号公報に記載しているような、
タイヤ用の縦型２面動バランス測定機すなわち、上部に
タイヤ装着手段を有する下部のモータのケースの上下２
箇所をコイルバネ等で片持ち状に機体固定部に連結する
と共に、連結面を一致させて同じく上下２箇所で両者を
ロードセルやムービングコイル等のケースの振動センサ
ーを介し連結して、モータ軸やタイヤの位置マークを検
出する位相センサーとモータの回転速度及び振動センサ
ーの情報からタイヤの上下２面の最大振れ量とその位相
角とを求める測定機と同様の測定機により、動バランス
を測定している。
特開平４−１７２２２７号公報に記載しているような、
タイヤ用の縦型２面動バランス測定機すなわち、上部に
タイヤ装着手段を有する下部のモータのケースの上下２
箇所をコイルバネ等で片持ち状に機体固定部に連結する
と共に、連結面を一致させて同じく上下２箇所で両者を
ロードセルやムービングコイル等のケースの振動センサ
ーを介し連結して、モータ軸やタイヤの位置マークを検
出する位相センサーとモータの回転速度及び振動センサ
ーの情報からタイヤの上下２面の最大振れ量とその位相
角とを求める測定機と同様の測定機により、動バランス
を測定している。
【０００３】その動バランス測定機では、コイルバネが
ポリゴンミラーよりずっと重量の大きいモータ等を片持
ちで支持するためにバネ定数の大きなものになること
や、さらにポリゴンミラーを使用時と同じの高速で回転
するために摩擦抵抗の少ない動圧軸受で構成されている
場合は、動圧軸受で形成される空気層が微小振動を吸収
することことにより、高感度の振動センサーを用いない
ことには微小な不釣り合い量を測定することができない
という問題がある。また、振動センサーにモータケース
と機体固定部の連結方向の力だけでなく、それに直角方
向の力も加わるため、動バランス測定に不必要な力の成
分も含めた測定を行ってしまい、測定が不正確になり易
いという問題もある。
ポリゴンミラーよりずっと重量の大きいモータ等を片持
ちで支持するためにバネ定数の大きなものになること
や、さらにポリゴンミラーを使用時と同じの高速で回転
するために摩擦抵抗の少ない動圧軸受で構成されている
場合は、動圧軸受で形成される空気層が微小振動を吸収
することことにより、高感度の振動センサーを用いない
ことには微小な不釣り合い量を測定することができない
という問題がある。また、振動センサーにモータケース
と機体固定部の連結方向の力だけでなく、それに直角方
向の力も加わるため、動バランス測定に不必要な力の成
分も含めた測定を行ってしまい、測定が不正確になり易
いという問題もある。
【０００４】それに対して、ポリゴンミラー装着手段と
ポリゴンミラーを回転させるモータを備えた駆動基板部
をコロ等で一方向に水平移動可能に支承したり、あるい
は上記駆動基板部を上方の機体固定部のモータ回転軸中
心を中心とする正方形の４頂点位置から４本の等長吊り
紐で水平に吊り下げたりして、駆動基板部の重量がモー
タ回転軸中心に直角な方向の振動に及ぼす影響をできる
だけ軽減するようにした動バランス測定機も知られてい
る。しかし、このような測定機は静バランスの測定機で
あって、動バランスは測定できない。
ポリゴンミラーを回転させるモータを備えた駆動基板部
をコロ等で一方向に水平移動可能に支承したり、あるい
は上記駆動基板部を上方の機体固定部のモータ回転軸中
心を中心とする正方形の４頂点位置から４本の等長吊り
紐で水平に吊り下げたりして、駆動基板部の重量がモー
タ回転軸中心に直角な方向の振動に及ぼす影響をできる
だけ軽減するようにした動バランス測定機も知られてい
る。しかし、このような測定機は静バランスの測定機で
あって、動バランスは測定できない。
【０００５】一方、例えば上述の動バランス測定機によ
って回転体のバランス調整のための一定半径位置に付加
すべき重り重量と位置位相角を与えるベクトル［Ｍ］を
求めることができる。しかし［Ｍ］が与えられても付加
すべき重り重量が大きいときや、付加位置が前回の付加
位置と同じであるときは、一定半径位置の一点を与える
位相角位置に重りを付けることはできなくて、広がった
位置に付けるようになるから、１回の与えられた［Ｍ］
に基づく動バランス調整で十分な動バランスを取るのは
困難であり、何回も動バランス測定とその結果に基づく
動バランス調整を繰り返すことになって、動バランス調
整に手間が掛かり易いという問題があった。
って回転体のバランス調整のための一定半径位置に付加
すべき重り重量と位置位相角を与えるベクトル［Ｍ］を
求めることができる。しかし［Ｍ］が与えられても付加
すべき重り重量が大きいときや、付加位置が前回の付加
位置と同じであるときは、一定半径位置の一点を与える
位相角位置に重りを付けることはできなくて、広がった
位置に付けるようになるから、１回の与えられた［Ｍ］
に基づく動バランス調整で十分な動バランスを取るのは
困難であり、何回も動バランス測定とその結果に基づく
動バランス調整を繰り返すことになって、動バランス調
整に手間が掛かり易いという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
の動バランス測定機における問題を解消するためになさ
れたものであり、ポリゴンミラーのような軽量で、しか
も動圧式の軸受を用いて高速回転する回転体の微小な不
釣り合い量まで正確に測定できる動バランス測定機の提
供を目的とする。
の動バランス測定機における問題を解消するためになさ
れたものであり、ポリゴンミラーのような軽量で、しか
も動圧式の軸受を用いて高速回転する回転体の微小な不
釣り合い量まで正確に測定できる動バランス測定機の提
供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上部に被測定
体を着脱自在に装着して回転させる駆動基板部と、該駆
動基板部の下部に一体に垂下状態に設けられて前記回転
の中心線に直角方向の振動を検出するための被検出部分
を有する振動検出板部と、該振動検出板部と前記振動方
向に直角方向の左右の機体固定部とを上下に離れた２箇
所で連結する前記振動方向に直角の板バネと、前記被検
出部分の前記振動を検出する振動センサーと、被測定体
の回転位相を検出する回転位相センサーと、該回転位相
センサーと前記振動センサーの出力情報に基いて被測定
体の最大振れ量とその位相角度に関する情報を算出する
演算手段を備えたことを特徴とする動バランス測定機の
第１発明の構成によって前記目的を達成する。
体を着脱自在に装着して回転させる駆動基板部と、該駆
動基板部の下部に一体に垂下状態に設けられて前記回転
の中心線に直角方向の振動を検出するための被検出部分
を有する振動検出板部と、該振動検出板部と前記振動方
向に直角方向の左右の機体固定部とを上下に離れた２箇
所で連結する前記振動方向に直角の板バネと、前記被検
出部分の前記振動を検出する振動センサーと、被測定体
の回転位相を検出する回転位相センサーと、該回転位相
センサーと前記振動センサーの出力情報に基いて被測定
体の最大振れ量とその位相角度に関する情報を算出する
演算手段を備えたことを特徴とする動バランス測定機の
第１発明の構成によって前記目的を達成する。
【０００８】
【作用】すなわち、本発明の動バランス測定機において
は、上部に被測定体を装着して回転させる駆動基板部
が、下部の回転中心線に直角方向の振動を検出するため
の被検出部分を有する振動検出板部を、検出する振動方
向に直角方向の左右の機体固定部に、上下に離れた２箇
所で振動方向に直角な板バネにより支持されているか
ら、被測定体に回転中心に対する不釣り合いがあると、
振動検出板部の被検出部分が敏感に効率よく不釣り合い
重量のある位相角で最大に振れて、それを検出する振動
センサーと回転位相センサーの情報に基づき演算手段が
正確な被測定体の不釣り合い量とその位相角に関する情
報を与える。この測定機で振動検出板部の被検出部分と
振動センサーとを上下２箇所に設けることによって、被
測定体の上下２面等任意の部分の動バランスを測定する
ことができる。
は、上部に被測定体を装着して回転させる駆動基板部
が、下部の回転中心線に直角方向の振動を検出するため
の被検出部分を有する振動検出板部を、検出する振動方
向に直角方向の左右の機体固定部に、上下に離れた２箇
所で振動方向に直角な板バネにより支持されているか
ら、被測定体に回転中心に対する不釣り合いがあると、
振動検出板部の被検出部分が敏感に効率よく不釣り合い
重量のある位相角で最大に振れて、それを検出する振動
センサーと回転位相センサーの情報に基づき演算手段が
正確な被測定体の不釣り合い量とその位相角に関する情
報を与える。この測定機で振動検出板部の被検出部分と
振動センサーとを上下２箇所に設けることによって、被
測定体の上下２面等任意の部分の動バランスを測定する
ことができる。
【０００９】
【００１０】
【実施例】以下図示例によって本発明を説明する。
【００１１】図１は本発明の動バランス測定機の１例を
示す概要斜視図、図２は本発明動バランス測定機の駆動
基板部の例を示す部分断面図、図３は動バランス調整機
の１例を示す概要斜視図、図４は動バランス調整機によ
るバランス調整の例を示す被調整体の平面図、図５は動
バランス調整機によるバランス調整の例を示す被調整体
の部分斜視図、図６は動バランス調整機によるバランス
調整の他の例を示す被調整体の平面図である。
示す概要斜視図、図２は本発明動バランス測定機の駆動
基板部の例を示す部分断面図、図３は動バランス調整機
の１例を示す概要斜視図、図４は動バランス調整機によ
るバランス調整の例を示す被調整体の平面図、図５は動
バランス調整機によるバランス調整の例を示す被調整体
の部分斜視図、図６は動バランス調整機によるバランス
調整の他の例を示す被調整体の平面図である。
【００１２】図１において、１は、上部に回転体である
被測定体Ｐを回転自在に装着する例えば図２に詳細を示
した被測定体装着手段１０１と、装着された被測定体Ｐ
を矢印方向に回転させるモータ１２０とを有する駆動基
板部、２は、駆動基板部１の下部に一体に垂下状態に設
けられて、被測定体Ｐの回転の中心線に直角方向の振動
を検出するための被検出部分２１、２２を上下に離して
有する振動検出板部、３、４は、振動検出板部２の振動
方向に直角の方向に左右の機体固定部７、８と振動検出
板部２とを上部で連結している振動検出板部２の振動方
向に直角の板バネ、５、６は、同じく左右の機体固定部
７、８と振動検出板部２とを下部で連結している板バ
ネ、９、１０は、振動検出板部２の被検出部分２１、２
２の加速度あるいは振れ量と言った振れ情報を出力する
例えば加速度ピックアップあるいはムービングコイル等
を用いた振動センサーであり、それらの出力する振れ情
報は、それぞれ回転に同期した成分のみを通してそれ以
外の成分やノイズは除去するフィルタ回路を必要に応じ
て含む増幅回路１１、１２を介してマイクロコンピュー
タを用いた制御装置１４に入力される。
被測定体Ｐを回転自在に装着する例えば図２に詳細を示
した被測定体装着手段１０１と、装着された被測定体Ｐ
を矢印方向に回転させるモータ１２０とを有する駆動基
板部、２は、駆動基板部１の下部に一体に垂下状態に設
けられて、被測定体Ｐの回転の中心線に直角方向の振動
を検出するための被検出部分２１、２２を上下に離して
有する振動検出板部、３、４は、振動検出板部２の振動
方向に直角の方向に左右の機体固定部７、８と振動検出
板部２とを上部で連結している振動検出板部２の振動方
向に直角の板バネ、５、６は、同じく左右の機体固定部
７、８と振動検出板部２とを下部で連結している板バ
ネ、９、１０は、振動検出板部２の被検出部分２１、２
２の加速度あるいは振れ量と言った振れ情報を出力する
例えば加速度ピックアップあるいはムービングコイル等
を用いた振動センサーであり、それらの出力する振れ情
報は、それぞれ回転に同期した成分のみを通してそれ以
外の成分やノイズは除去するフィルタ回路を必要に応じ
て含む増幅回路１１、１２を介してマイクロコンピュー
タを用いた制御装置１４に入力される。
【００１３】１３は、被測定体Ｐに設けた基準位置マー
クＰ１又は被測定体Ｐを回転させる軸等に設けた基準位
置マークの検出信号を制御装着１４に出力する例えば発
光素子と光電変換素子とからなる回転位相センサー、１
５は、制御装置１４に測定機の駆動制御情報や振動セン
サー９、１０や回転位相センサー１３からの入力の演算
制御情報及びスタート信号等を出力する操作パネル、１
６は、制御装置１４の入出力制御情報や演算結果等のデ
ィスプレーである。
クＰ１又は被測定体Ｐを回転させる軸等に設けた基準位
置マークの検出信号を制御装着１４に出力する例えば発
光素子と光電変換素子とからなる回転位相センサー、１
５は、制御装置１４に測定機の駆動制御情報や振動セン
サー９、１０や回転位相センサー１３からの入力の演算
制御情報及びスタート信号等を出力する操作パネル、１
６は、制御装置１４の入出力制御情報や演算結果等のデ
ィスプレーである。
【００１４】図２において図１と同一符号は同一機能部
材を示し、図２の例の動バランス測定機は、駆動基板部
１の被測定体装着手段１０１を、駆動基板部１に垂直に
支持固定された芯軸１０２と、芯軸１０２に順次嵌着さ
れる下スラスト軸受１０３、ラジアル軸受１０５及び上
スラスト軸受１０９と、芯軸１０２の上端面に設けたネ
ジ穴に螺合してワッシャー１１８を介し上スラスト軸受
１０９、ラジアル軸受１０５及び下スラスト軸受１０３
の重なりを締め付け固定する締めネジ１１９とから成る
ものとし、被測定体Ｐを、上下スラスト軸受１０９、１
０３間でラジアル軸受１０５の外径に嵌装される内径が
１〜７μｍ程度の間隙を保ち、長さも上下スラスト軸受
１０９、１０３との間に同様の間隙を生じさせる長さの
カラー１０７と、カラー１０７の外径に嵌着した状態で
一体的に設けられて下面側に多数のマグネット１２５を
周方向に配設している被動部１１４と、カラー１０７の
外径に嵌装されてカラー１０７の外径に設けられたネジ
に螺合するような固定部材１１７により被動部１１４に
押し付けられカラー１０７に固定される多数の反射面１
１５を外周に形成されたポリゴンミラー１１６とから成
るものとしている。図２のような駆動基板部１は、被測
定体Ｐを装着してステータコイル１２４により被動部１
１４と一体のカラー１０７やポリゴンミラー１１６等を
回転させると、下スラスト軸受１０３の上面に周方向に
分布して形成した多数の渦巻き状の深さが数μｍの動圧
発生用溝１２１が下スラスト軸受１０３とカラー１０７
や被動部１１４との間隙に外周側から中心方向に流れて
カラー１０７や被動部１１４を浮かした後、ラジアル軸
受１０５とカラー１０７の間隙を上昇してカラー１０７
と上スラスト軸受１０９の間隙を中心側から外周方向へ
と吹き抜ける空気流が発生して、それにより被動部１１
４からポリゴンミラー１１６までの回転体を摩擦抵抗少
なく２〜３×１０4ｒｐｍの高速回転をさせることがで
きる。すなわち、上下スラスト軸受１０９、１０３及び
ラジアル軸受１０５とカラー１０７の間は動圧軸受を形
成している。これら動圧軸受構成部材は金属好ましくは
摩耗耐久性に優れることからセラミックスの何れかで形
成され、または軽量安価で容易に得られる樹脂で形成す
ることもできる。
材を示し、図２の例の動バランス測定機は、駆動基板部
１の被測定体装着手段１０１を、駆動基板部１に垂直に
支持固定された芯軸１０２と、芯軸１０２に順次嵌着さ
れる下スラスト軸受１０３、ラジアル軸受１０５及び上
スラスト軸受１０９と、芯軸１０２の上端面に設けたネ
ジ穴に螺合してワッシャー１１８を介し上スラスト軸受
１０９、ラジアル軸受１０５及び下スラスト軸受１０３
の重なりを締め付け固定する締めネジ１１９とから成る
ものとし、被測定体Ｐを、上下スラスト軸受１０９、１
０３間でラジアル軸受１０５の外径に嵌装される内径が
１〜７μｍ程度の間隙を保ち、長さも上下スラスト軸受
１０９、１０３との間に同様の間隙を生じさせる長さの
カラー１０７と、カラー１０７の外径に嵌着した状態で
一体的に設けられて下面側に多数のマグネット１２５を
周方向に配設している被動部１１４と、カラー１０７の
外径に嵌装されてカラー１０７の外径に設けられたネジ
に螺合するような固定部材１１７により被動部１１４に
押し付けられカラー１０７に固定される多数の反射面１
１５を外周に形成されたポリゴンミラー１１６とから成
るものとしている。図２のような駆動基板部１は、被測
定体Ｐを装着してステータコイル１２４により被動部１
１４と一体のカラー１０７やポリゴンミラー１１６等を
回転させると、下スラスト軸受１０３の上面に周方向に
分布して形成した多数の渦巻き状の深さが数μｍの動圧
発生用溝１２１が下スラスト軸受１０３とカラー１０７
や被動部１１４との間隙に外周側から中心方向に流れて
カラー１０７や被動部１１４を浮かした後、ラジアル軸
受１０５とカラー１０７の間隙を上昇してカラー１０７
と上スラスト軸受１０９の間隙を中心側から外周方向へ
と吹き抜ける空気流が発生して、それにより被動部１１
４からポリゴンミラー１１６までの回転体を摩擦抵抗少
なく２〜３×１０4ｒｐｍの高速回転をさせることがで
きる。すなわち、上下スラスト軸受１０９、１０３及び
ラジアル軸受１０５とカラー１０７の間は動圧軸受を形
成している。これら動圧軸受構成部材は金属好ましくは
摩耗耐久性に優れることからセラミックスの何れかで形
成され、または軽量安価で容易に得られる樹脂で形成す
ることもできる。
【００１５】図２の例に限らず、動圧発生用溝１２１を
下スラスト軸受１０３のみに設けるだけでなく、ラジア
ル軸受１０５と下スラスト軸受１０３、或いはラジアル
軸受１０５と下スラスト軸受１０３及び上スラスト軸受
１０９に形成してもよいし、上スラスト軸受１０９を省
略してワッシャー１１８が直接ラジアル軸受１０５を押
さえて固定すると共にカラー１０７の上端面に対向する
ものでもよいし、被測定体装着手段１０１が動圧軸受を
形成しない単なるメタル軸受やボールベアリングを用い
るものでもよい。
下スラスト軸受１０３のみに設けるだけでなく、ラジア
ル軸受１０５と下スラスト軸受１０３、或いはラジアル
軸受１０５と下スラスト軸受１０３及び上スラスト軸受
１０９に形成してもよいし、上スラスト軸受１０９を省
略してワッシャー１１８が直接ラジアル軸受１０５を押
さえて固定すると共にカラー１０７の上端面に対向する
ものでもよいし、被測定体装着手段１０１が動圧軸受を
形成しない単なるメタル軸受やボールベアリングを用い
るものでもよい。
【００１６】以上のような被測定体装着手段１０１を備
えた図１の測定機による動バランス測定は以下のように
行われる。
えた図１の測定機による動バランス測定は以下のように
行われる。
【００１７】駆動基板部１の被測定体装着手段１０１に
前述のように被測定体Ｐを装着して、操作パネル１５で
回転数や演算プログラム等を指定した後スタートさせる
ことにより、被測定体Ｐが制御装置１４に制御される駆
動基板部１側のステータコイル１２４と被動部１１４側
のマグネット１２５とから成るモータ１２０によって使
用回転数に回転させられ、被測定体Ｐに不釣り合いがあ
ると振動検出板部２がそれを支持している板バネ３〜６
の面に直角で回転中心線に直角の方向に振動する。振動
センサー９、１０が振動検出板部２の２箇所の被検出部
分２１、２２の振動をそれぞれ検出して増幅回路１１、
１２を介し振れ情報を制御装置１４に入力するととも
に、回転位相センサー１３が基準位置マークＰ１を検出
したタイミング情報を制御装置１４に入力する。それに
よって制御装置１４の信号処理装置部分が、振れ情報と
タイミング情報及び不図示のモータ駆動パルスカウンタ
ーやロータリーエンコーダ等の与える被測定体Ｐの回転
速度情報から、被検出部分２１、２２の最大振れ量とそ
れらの基準位置マークＰ１からの位相角度によって与え
られる振れベクトル［Ａ1］、［Ａ2］を求めて記憶す
る。
前述のように被測定体Ｐを装着して、操作パネル１５で
回転数や演算プログラム等を指定した後スタートさせる
ことにより、被測定体Ｐが制御装置１４に制御される駆
動基板部１側のステータコイル１２４と被動部１１４側
のマグネット１２５とから成るモータ１２０によって使
用回転数に回転させられ、被測定体Ｐに不釣り合いがあ
ると振動検出板部２がそれを支持している板バネ３〜６
の面に直角で回転中心線に直角の方向に振動する。振動
センサー９、１０が振動検出板部２の２箇所の被検出部
分２１、２２の振動をそれぞれ検出して増幅回路１１、
１２を介し振れ情報を制御装置１４に入力するととも
に、回転位相センサー１３が基準位置マークＰ１を検出
したタイミング情報を制御装置１４に入力する。それに
よって制御装置１４の信号処理装置部分が、振れ情報と
タイミング情報及び不図示のモータ駆動パルスカウンタ
ーやロータリーエンコーダ等の与える被測定体Ｐの回転
速度情報から、被検出部分２１、２２の最大振れ量とそ
れらの基準位置マークＰ１からの位相角度によって与え
られる振れベクトル［Ａ1］、［Ａ2］を求めて記憶す
る。
【００１８】次に、被測定体Ｐの上面のバランス調整重
りを付加する回転中心から一定半径位置に重りの重量と
付加位置位相が与えるベクトル［Ｕ1］の重りを付加し
て、上述と同様に被検出部分２１、２２の最大振れ量と
それらの基準位置マークＰ１からの位相角度によって与
えられる振れベクトル［Ｂ11］、［Ｂ21］を求めて記憶
する。また次に、被測定体Ｐの下面のバランス調整重り
を付加する回転中心から一定半径位置に重りの重量と付
加位置位相が与えるベクトル［Ｕ2］の重りを付加し
て、同様に被検出部分２１、２２の最大振れ量とそれら
の基準位置マークＰ１からの位相角度によって与えられ
る振れベクトル［Ｂ12］、［Ｂ22］を求めて、
（［Ｂ11］−［Ａ1］）／［Ｕ1］＝［α11］、
（［Ｂ21］−［Ａ2］）／［Ｕ1］＝［α21］、
（［Ｂ12］−［Ａ1］）／［Ｕ2］＝［α12］、
（［Ｂ22］−［Ａ2］）／［Ｕ2］＝［α22］により、付
加重りによる振れの補正係数ベクトル［α11］、
［α21］、［α12］、［α22］を求め、下記式から被測
定体Ｐの動バランス調整のために上下２面の不釣り合い
量である、それぞれ一定半径位置に付加すべき重り重量
と位置位相角を与えるベクトル［Ｍ1］、［Ｍ2］を求め
る。
りを付加する回転中心から一定半径位置に重りの重量と
付加位置位相が与えるベクトル［Ｕ1］の重りを付加し
て、上述と同様に被検出部分２１、２２の最大振れ量と
それらの基準位置マークＰ１からの位相角度によって与
えられる振れベクトル［Ｂ11］、［Ｂ21］を求めて記憶
する。また次に、被測定体Ｐの下面のバランス調整重り
を付加する回転中心から一定半径位置に重りの重量と付
加位置位相が与えるベクトル［Ｕ2］の重りを付加し
て、同様に被検出部分２１、２２の最大振れ量とそれら
の基準位置マークＰ１からの位相角度によって与えられ
る振れベクトル［Ｂ12］、［Ｂ22］を求めて、
（［Ｂ11］−［Ａ1］）／［Ｕ1］＝［α11］、
（［Ｂ21］−［Ａ2］）／［Ｕ1］＝［α21］、
（［Ｂ12］−［Ａ1］）／［Ｕ2］＝［α12］、
（［Ｂ22］−［Ａ2］）／［Ｕ2］＝［α22］により、付
加重りによる振れの補正係数ベクトル［α11］、
［α21］、［α12］、［α22］を求め、下記式から被測
定体Ｐの動バランス調整のために上下２面の不釣り合い
量である、それぞれ一定半径位置に付加すべき重り重量
と位置位相角を与えるベクトル［Ｍ1］、［Ｍ2］を求め
る。
【００１９】
【数１】
【００２０】このベクトル［Ｍ1］、［Ｍ2］は被測定体
Ｐの動バランスを正確に調整できる付加すべき重り重量
と位置位相角を与える。図２の被測定体Ｐにはベクトル
［Ｍ1］、［Ｍ2］の情報に基づき後述のように動バラン
ス調整機によってバランス重りを付加するための円周溝
１１６ａ、１１４ａが設けられている。加重量によって
バランスを取る代わりに減重量によってバランスを取る
場合は、位置位相角をπ進めて加重量を減重量にすれば
よい。
Ｐの動バランスを正確に調整できる付加すべき重り重量
と位置位相角を与える。図２の被測定体Ｐにはベクトル
［Ｍ1］、［Ｍ2］の情報に基づき後述のように動バラン
ス調整機によってバランス重りを付加するための円周溝
１１６ａ、１１４ａが設けられている。加重量によって
バランスを取る代わりに減重量によってバランスを取る
場合は、位置位相角をπ進めて加重量を減重量にすれば
よい。
【００２１】図３において、３０は、回転体の被調整体
Ｑが着脱される例えば上端面にネジ穴またはボルトを有
する装着軸とワッシャー及び締め付けネジまたはナット
からなる回転バランスの得易い着脱手段３１と、着脱手
段３１の前記装着軸を回動させて被調整体Ｑをその回転
軸周りに回動させるモータや減速機等の回動手段を有す
る被調整体回動部、３２は、着脱手段３１に取り付けた
被調整体Ｑの表面に例えば紫外線硬化樹脂液や熔融樹脂
液または溶解樹脂液のような液状体をノズル３３ａから
吐出して付着させ、紫外線照射や冷却または乾燥により
固化させる加重手段３３と、加重手段３３を移動させて
ノズル３３ａの吐出口位置を被調整体回動の半径方向に
変位させる図示例の送りネジとナットまたはラックとピ
ニオンの組み合わせあるいは液圧プランジャー等からな
る半径方向移動手段３４を有する加重分布部、３５は、
被調整体Ｑの表面の加重すべき位置Ｒ，θと重量Ｍの情
報すなわち例えば前述のベクトル［Ｍ1］または［Ｍ2］
と言った不釣合情報と、被調整体Ｑの基準回転位相マー
クＱ１を検出する基準マークセンサー３６の検出情報と
を入力されて、被調整体回動部３０の回動手段の回動と
加重分布部３２の移動手段３４の移動並びに加重手段３
３のノズル３３ａからの液状体の吐出を制御するマイク
ロコンピュータを用いた制御装置である。
Ｑが着脱される例えば上端面にネジ穴またはボルトを有
する装着軸とワッシャー及び締め付けネジまたはナット
からなる回転バランスの得易い着脱手段３１と、着脱手
段３１の前記装着軸を回動させて被調整体Ｑをその回転
軸周りに回動させるモータや減速機等の回動手段を有す
る被調整体回動部、３２は、着脱手段３１に取り付けた
被調整体Ｑの表面に例えば紫外線硬化樹脂液や熔融樹脂
液または溶解樹脂液のような液状体をノズル３３ａから
吐出して付着させ、紫外線照射や冷却または乾燥により
固化させる加重手段３３と、加重手段３３を移動させて
ノズル３３ａの吐出口位置を被調整体回動の半径方向に
変位させる図示例の送りネジとナットまたはラックとピ
ニオンの組み合わせあるいは液圧プランジャー等からな
る半径方向移動手段３４を有する加重分布部、３５は、
被調整体Ｑの表面の加重すべき位置Ｒ，θと重量Ｍの情
報すなわち例えば前述のベクトル［Ｍ1］または［Ｍ2］
と言った不釣合情報と、被調整体Ｑの基準回転位相マー
クＱ１を検出する基準マークセンサー３６の検出情報と
を入力されて、被調整体回動部３０の回動手段の回動と
加重分布部３２の移動手段３４の移動並びに加重手段３
３のノズル３３ａからの液状体の吐出を制御するマイク
ロコンピュータを用いた制御装置である。
【００２２】図示例の被調整体Ｑは回転中心から半径Ｒ
の位置に、図２の被測定体Ｐの円周溝１１６ａまたは１
１４ａと同様の、動バランス調整用の重りを付着させる
半径方向幅２ｒの円周溝Ｑ２を設けられているものであ
るから、制御装置３５は、不図示の操作パネルによる指
示に従って加重手段３３のノズル３３ａを円周溝Ｑ２の
半径Ｒ位置に移動させたら、後は移動手段３４を停止さ
せたまま、例えば先に作用の項で述べたようなベクトル
［Ｍ1］の加重量Ｍ、加重位置位相角θを操作パネルに
よって入力されていた場合、Ｍ／ｍ＝ｎ＋ｓ（ｍは一点
に付加したと見なし得る一点から均等に分布する範囲の
所定加重であるが、図示例では半径方向は円周溝Ｑ２の
溝幅で規制されるから、周方向の左右の分布の均等を保
持できる範囲の所定重量であって、周方向左右の広がり
が片側略ｒ以下となる重量とするのが好ましい、ｎは０
又は正整数、ｓは真小数）のｎの値によって、以下のよ
うな制御を行う。
の位置に、図２の被測定体Ｐの円周溝１１６ａまたは１
１４ａと同様の、動バランス調整用の重りを付着させる
半径方向幅２ｒの円周溝Ｑ２を設けられているものであ
るから、制御装置３５は、不図示の操作パネルによる指
示に従って加重手段３３のノズル３３ａを円周溝Ｑ２の
半径Ｒ位置に移動させたら、後は移動手段３４を停止さ
せたまま、例えば先に作用の項で述べたようなベクトル
［Ｍ1］の加重量Ｍ、加重位置位相角θを操作パネルに
よって入力されていた場合、Ｍ／ｍ＝ｎ＋ｓ（ｍは一点
に付加したと見なし得る一点から均等に分布する範囲の
所定加重であるが、図示例では半径方向は円周溝Ｑ２の
溝幅で規制されるから、周方向の左右の分布の均等を保
持できる範囲の所定重量であって、周方向左右の広がり
が片側略ｒ以下となる重量とするのが好ましい、ｎは０
又は正整数、ｓは真小数）のｎの値によって、以下のよ
うな制御を行う。
【００２３】ｎが０のときは、θの位置にｓ×ｍの加
重、ｎが１のときは、θ±２ｒ／Ｒの２位置にそれぞれ
ｍ／２とθの位置にｍ（１−ｃｏｓ２ｒ／Ｒ）＋ｍ×ｓ
の加重、ｎが２のときは、θ±ｒ／Ｒの２位置にそれぞ
れｍとθの位置に２ｍ（１−ｃｏｓｒ／Ｒ）＋ｍ×ｓの
加重、ｎが３のときは、θ±ｒ／Ｒの２位置にそれぞれ
ｍとθ±２ｒ／Ｒの２位置にそれぞれｍ／２とθの位置
に２ｍ（１−ｃｏｓｒ／Ｒ）＋ｍ（１−ｃｏｓ２ｒ／
Ｒ）＋ｍ×ｓの加重を行うように、加重手段３３のノズ
ル３３ａによる液状体の吐出量と被調整体回動部３０の
回動手段による回動とを制御する。
重、ｎが１のときは、θ±２ｒ／Ｒの２位置にそれぞれ
ｍ／２とθの位置にｍ（１−ｃｏｓ２ｒ／Ｒ）＋ｍ×ｓ
の加重、ｎが２のときは、θ±ｒ／Ｒの２位置にそれぞ
れｍとθの位置に２ｍ（１−ｃｏｓｒ／Ｒ）＋ｍ×ｓの
加重、ｎが３のときは、θ±ｒ／Ｒの２位置にそれぞれ
ｍとθ±２ｒ／Ｒの２位置にそれぞれｍ／２とθの位置
に２ｍ（１−ｃｏｓｒ／Ｒ）＋ｍ（１−ｃｏｓ２ｒ／
Ｒ）＋ｍ×ｓの加重を行うように、加重手段３３のノズ
ル３３ａによる液状体の吐出量と被調整体回動部３０の
回動手段による回動とを制御する。
【００２４】図４は上述のｎが３のときの制御によって
バランス調整の加重が行われた被調整体Ｑの表面を示し
ており、２面バランス調整で裏面側のベクトル［Ｍ2］
も入力されていた場合は、裏面側にも同様にバランス調
整の加重が行われることになる。この加重調整によっ
て、動バランスの非常に優れた回転体を得ることができ
る。しかし加重調整はこの例に限らず、図５（Ａ）に示
したように円周溝Ｑ２に連続分布の加重を行うように制
御するものでも、図５（Ｂ）に示したように平らな被調
整体Ｑの表面に円弧状連続分布の加重を行うように制御
するものでも同様の効果を得ることができる。
バランス調整の加重が行われた被調整体Ｑの表面を示し
ており、２面バランス調整で裏面側のベクトル［Ｍ2］
も入力されていた場合は、裏面側にも同様にバランス調
整の加重が行われることになる。この加重調整によっ
て、動バランスの非常に優れた回転体を得ることができ
る。しかし加重調整はこの例に限らず、図５（Ａ）に示
したように円周溝Ｑ２に連続分布の加重を行うように制
御するものでも、図５（Ｂ）に示したように平らな被調
整体Ｑの表面に円弧状連続分布の加重を行うように制御
するものでも同様の効果を得ることができる。
【００２５】また本発明の動バランス調整機は、加重調
整するものに限らず、加重手段３３を穿孔径２ｒのエン
ドミルを用いるミーリングヘッドに替えて、図５（Ｃ）
に示したように平らな被調整体Ｑの表面に深さｈの円弧
状溝を掘削するか、あるいは先に作用の項で述べたよう
な半径Ｒの円周方向に分布する直径２ｒの円窪みを掘削
する制御を行うものでもよい。
整するものに限らず、加重手段３３を穿孔径２ｒのエン
ドミルを用いるミーリングヘッドに替えて、図５（Ｃ）
に示したように平らな被調整体Ｑの表面に深さｈの円弧
状溝を掘削するか、あるいは先に作用の項で述べたよう
な半径Ｒの円周方向に分布する直径２ｒの円窪みを掘削
する制御を行うものでもよい。
【００２６】なお、例えば図５（Ａ）の連続分布の場合
は、付加すべき重量Ｍに相当する樹脂の円周溝Ｑ２を埋
める円弧長さｓがｓ≒Ｍ／２ρｒｈ（ρは樹脂の単位体
積当たり重量、ｒとｈは円周溝Ｑ２の溝幅の１／２と深
さ）となるから、先にノズル３３ａをθ±２ｒ／Ｒの位
置からそれぞれ外側に（ｓ−２ｒ）／２の円弧長だけ相
対回動させて円周溝Ｑ２に樹脂の充填を行い、最後に
Ｒ，θ位置の円弧長さ２ｒ部分に全部の充填樹脂量をＭ
とするための不足分樹脂量の充填を行うようにすること
で、図４のドット状分布と同様の高い精度で動バランス
を調整できる。また、図５（Ｂ）の連続分布の場合は、
単位円弧長さ当たりの盛り付け重量ｍを予め求めておい
て、ｓ≒Ｍ／ｍのｓを用いて同様にＲ，θ位置を最後と
するように樹脂の盛り付けを行えばよい。図５（Ｃ）の
場合は、エンドミルの中心をＲ，θ±（Ｍ−ρπｒ
2ｈ）／２ρｒｈＲの範囲移動するようして深さｈの溝
を掘削すれば、どこから掘削を始めても精度よく動バラ
ンスを調整できる。
は、付加すべき重量Ｍに相当する樹脂の円周溝Ｑ２を埋
める円弧長さｓがｓ≒Ｍ／２ρｒｈ（ρは樹脂の単位体
積当たり重量、ｒとｈは円周溝Ｑ２の溝幅の１／２と深
さ）となるから、先にノズル３３ａをθ±２ｒ／Ｒの位
置からそれぞれ外側に（ｓ−２ｒ）／２の円弧長だけ相
対回動させて円周溝Ｑ２に樹脂の充填を行い、最後に
Ｒ，θ位置の円弧長さ２ｒ部分に全部の充填樹脂量をＭ
とするための不足分樹脂量の充填を行うようにすること
で、図４のドット状分布と同様の高い精度で動バランス
を調整できる。また、図５（Ｂ）の連続分布の場合は、
単位円弧長さ当たりの盛り付け重量ｍを予め求めておい
て、ｓ≒Ｍ／ｍのｓを用いて同様にＲ，θ位置を最後と
するように樹脂の盛り付けを行えばよい。図５（Ｃ）の
場合は、エンドミルの中心をＲ，θ±（Ｍ−ρπｒ
2ｈ）／２ρｒｈＲの範囲移動するようして深さｈの溝
を掘削すれば、どこから掘削を始めても精度よく動バラ
ンスを調整できる。
【００２７】以上述べた円弧状に加重もしくは除重する
例に限らず、図６に示したようにラジアル方向に加重も
しくは除重するようにしてもよい。但し、この場合は、
溝内に加重するようにはできず、θ位置のＲS＝（ＲL 2
−２ＭＲ／ｍ）1/2（但し、ＲLは加重または除重を行え
る半径の所定最大値、ｍは単位ラジアル方向長さ当たり
の盛り付け加重量または掘削除重量）を満足する半径Ｒ
SからＲLまでの間の平面上にｍ割合の盛り付け加重また
は掘削除重する制御を行うことで精度よく動バランスを
調整できる。
例に限らず、図６に示したようにラジアル方向に加重も
しくは除重するようにしてもよい。但し、この場合は、
溝内に加重するようにはできず、θ位置のＲS＝（ＲL 2
−２ＭＲ／ｍ）1/2（但し、ＲLは加重または除重を行え
る半径の所定最大値、ｍは単位ラジアル方向長さ当たり
の盛り付け加重量または掘削除重量）を満足する半径Ｒ
SからＲLまでの間の平面上にｍ割合の盛り付け加重また
は掘削除重する制御を行うことで精度よく動バランスを
調整できる。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の動バラン
ス測定機によれば、被測定体の動バランスを正確に調整
できる付加すべき重り重量と位置位相角または除去すべ
き掘削重量と位置位相角を容易に求めることができる。
ス測定機によれば、被測定体の動バランスを正確に調整
できる付加すべき重り重量と位置位相角または除去すべ
き掘削重量と位置位相角を容易に求めることができる。
【図１】本発明の動バランス測定機の１例を示す概要斜
視図。
視図。
【図２】本発明動バランス測定機の駆動基板部の例を示
す部分断面図。
す部分断面図。
【図３】動バランス調整機の１例を示す概要斜視図。
【図４】動バランス調整機によるバランス調整の例を示
す被調整体の平面図。
す被調整体の平面図。
【図５】動バランス調整機によるバランス調整の例を示
す被調整体の部分斜視図。
す被調整体の部分斜視図。
【図６】動バランス調整機によるバランス調整の他の例
を示す被調整体の平面図。
を示す被調整体の平面図。
１ 駆動基板部
Ｐ 被測定体
Ｐ１ 基準位置マーク
２ 振動検出板部
３、４、５、６ 板バネ
７、８ 機体固定部
９、１０ 振動センサー
１３ 回転位相センサー
１４、３５ 制御装置
１５ 操作パネル
２１、２２ 被検出部分
１０１ 被測定体装着手段
１０２ 芯軸
１０３ 下スラスト軸受
１０５ ラジアル軸受
１０７ カラー
１０９ 上スラスト軸受
１１４ 被動部
１１６ ポリゴンミラー
１１７ 固定部材
１１９ 締めネジ
１２０ モータ
１２１ 動圧発生用溝
１２４ ステータコイル
１２５ マグネット
３０ 被調整体回動部
３１ 着脱手段
３２ 加重分布部
３３ 加重手段
３３ａ ノズル
３４ 移動手段
３６ 基準マークセンサー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01M 1/38
G01M 1/16
G01M 1/32
G02B 26/10 102
Claims (3)
- 【請求項１】 上部に被測定体を着脱自在に装着して回
転させる駆動基板部と、該駆動基板部の下部に一体に垂
下状態に設けられて前記回転の中心線に直角方向の振動
を検出するための被検出部分を有する振動検出板部と、
該振動検出板部と前記振動方向に直角方向の左右の機体
固定部とを上下に離れた２箇所で連結する前記振動方向
に直角の板バネと、前記被検出部分の前記振動を検出す
る振動センサーと、被測定体の回転位相を検出する回転
位相センサーと、該回転位相センサーと前記振動センサ
ーの出力情報に基いて被測定体の不釣り合い量とその位
相角度に関する情報を算出する演算手段を備えたことを
特徴とする動バランス測定機。 - 【請求項２】 前記振動検出板部が前記被検出部分を上
下２箇所に有して、該２箇所の被検出部分に対してそれ
ぞれ前記振動センサーを備え、前記演算手段が被測定体
の任意の部分の不釣り合い量とその位相角度に関する情
報を算出し得ることを特徴とする請求項１に記載の動バ
ランス測定機。 - 【請求項３】 前記被測定体がポリゴンミラーユニット
であって前記駆動基板部のステータコイルから回転力を
受けるマグネットを備え、前記被測定体を装着する手段
が垂直なラジアル軸受と、該ラジアル軸受の上下両端側
又は下端側に設けたスラスト軸受とを有して装着された
ポリゴンミラーを動圧軸受で回転支持することを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の動バランス測定
機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28730695A JP3443719B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 動バランス測定機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28730695A JP3443719B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 動バランス測定機 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003119250A Division JP2004029003A (ja) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | 動バランス調整機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09126936A JPH09126936A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3443719B2 true JP3443719B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=17715670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28730695A Expired - Fee Related JP3443719B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 動バランス測定機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3443719B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2001356060A (ja) * | 2000-04-11 | 2001-12-26 | Nissho Denki Kk | 記憶媒体駆動装置の動的機械特性を評価する方法およびそのシステム |
| CN103389182B (zh) * | 2013-07-04 | 2016-06-01 | 河南科技大学 | 微型转子动平衡机用摆架 |
| JP6277406B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2018-02-14 | 日本電産株式会社 | ミラー回転装置 |
| CN105571782B (zh) * | 2015-12-14 | 2017-11-07 | 太原理工大学 | 光学动平衡机 |
| JP7044365B2 (ja) * | 2018-06-22 | 2022-03-30 | 株式会社長浜製作所 | タイヤまたはタイヤ付ホイールの試験装置 |
| CN116202691B (zh) * | 2023-04-27 | 2023-07-18 | 山东普鲁特机床有限公司 | 一种立卧两用镗铣复合加工中心主轴动平衡测试装置 |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP28730695A patent/JP3443719B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09126936A (ja) | 1997-05-16 |
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| JPH0522844Y2 (ja) |
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