JP4476343B2 - 回転体のバランス調整方法、回転体及び該回転体を備えたモータ - Google Patents
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Description
そして、このような不釣合いを是正するために、出荷段階においてチューニングを(初期バランス調整)行って、導入時に振動が最小となるようにしている。
このため、振動レベルが高くなり、許容レベルを満足しなくなった場合には,振動計測機器の計測に基づき、不釣合いを適切に修正する必要がある。また、上述した回転体について初期のロータ曲がりは焼き嵌め状態に依存し、また、該ロータの曲がり方向が一定では無いために、上記特許文献1に示される不釣合い計測装置により、定期的に釣り合せ作業を実施する必要がある。
しかしながら、上記特許文献1は、これら角度センサ及び振動ピックアップからの出力に基づき、各回転体の不釣合いの方向を見極めるなど、計測作業に手間と時間が掛かるという問題があった。
すなわち、本発明は、回転軸に略円盤状の被組立部材を温度変形によるしばり嵌めして構成された回転体のバランス調整方法であって、前記回転体に軸回りに非対称とする非対称部を設けて、前記回転体のしばり嵌めによって生じる変形の変形方向を設定し、該変形方向と前記回転軸中心からの方向が対応するように、予めバランス調整位置の軸回りの位置を設定し、経時的なバランス調整を行う際には、該バランス調整位置で重量の調整を行うことを特徴とする。
このため、非対称部を設けた軸回りの位置に対応させてバランス調整位置の設定を行うことができる。
本発明の回転体のバランス調整方法によれば、初期バランス調整で最適なバランスとするに必要とされる重量の変化量より大きな変化量で重量を設定しておくことで、経時的に不釣合いが生じる方向と反対方向にバランスを設定することができ、これにより該回転体に経時的に不釣合いが発生してメンテナンスを行う必要となるまでの期間を延長することができ、該回転体を長期に亙って安定的に運用することができる。
本発明の回転体のバランス調整方法によれば、計測により、回転体に生じる振動の加速度レベルまたは振動レベルを得ることで、これらに基づいてバランスを調整するための重量を容易、正確かつ短時間に求めて、バランス調整を行うことができる。
本発明の回転体によれば、回転軸または被組立部材の少なくとも一方には、バランス調整位置が、温度変形によるしばり嵌めにより生じる変形の変形方向と回転軸中心からの方向が対応する軸回りの位置に設けられている。ここで、回転体の経時的な不釣合いは、しばり嵌めによる変形方向と対応する方向に発生する。このため、経時的なバランス調整を行う際に、予め設定されたバランス調整位置にて重量調整をすることにより、経時的に発生する不釣合いを打ち消すことができる。その結果、従来必要であった、バランス調整位置及び方向を別途、振動分析器などで検出するなどの作業を省略化して、重量の大きさのみの調整を行えば良く、当該バランス調整を、容易、正確かつ短時間で行うことができる。
本発明の回転体によれば、初期バランス調整で、最適なバランスとするのに必要とされる重量の変化量より大きな変化量で重量を設定しておくことで、経時的に不釣合いが生じる方向と反対方向にバランスを設定することができ、これにより該回転体に経時的に不釣合いが発生してメンテナンスを行う必要となるまでの期間を延長することができ、長期に亙って安定的に運用することができる。
本発明の回転体によれば、計測により、回転軸に生じる振動の加速度レベルまたは振動レベルを得ることで、これらに基づいてバランスを調整するための重量を容易、正確かつ短時間に求めて、バランス調整を行うことができる。
本発明によれば、回転体の被組立部材として回転子を設け、該回転子の外側に該回転体と同軸となるように固定子を設けることによりモータを構成するようにしたので、上述したようなバランス調整位置での重量調整により、該モータのメンテナンスを従来よりも、容易、正確かつ短時間で行うことができる。
本発明の回転体によれば、回転軸からの方向が変形方向と対応する軸回りの位置をバランス調整位置として重量の調整を行うことが可能であるので、熱変形によるしばり嵌めで組み立てられた回転軸と被組立部材とに経時的に発生する不釣合いを容易かつ正確に調整することができる。
本発明の第1実施形態に係わる回転体のバランス調整方法、及び該バランス調整方法を適用した回転体について、図1〜図3を参照して説明する。図1及び図2に符号1で示される回転体は、例えば、モータの内部の回転体として適用されるものであり、ケーシング2の開口部に軸受3及び軸受4を介して回転自在に支持されたロータ5(回転軸)と、ケーシング2内でかつ軸受3及び軸受4間に位置するロータ5の周面に設けられた回転子である電機子6(被組立部材)と、から構成されている。
そして、経時的に発生する不釣合いを重量調整によって調整するバランス調整位置9が、当該変形方向Pと対応して、本実施形態では、中心軸(イ)からの方向が変形方向Pと中心軸(イ)回りに略180度反対方向となる位置、すなわち非対称部8と中心軸(イ)回りに一致する位置に設けられている。その結果、経時的な不釣合いに対しては、不釣合い計測装置等によりバランス位置を調べることなく、バランス調整位置9において重量を調整するのみで、回転体1の全体のバランス調整を行うことができる。なお、バランス調整位置9についても、重量の加減が異なるのみで、中心軸(イ)からの方向が変形方向Pと略一致する位置に設定するものとしても良い。すなわちバランス調整位置9としては、中心軸(イ)からの方向が変形方向Pに対して中心軸(イ)回りに上記のように0度や180度の方向となるように、変形方向Pに対応する位置に設定される。
一方、電機子6と対向するケーシング2の内周面には、磁石からなる固定子12が設けられている。また、ケーシング2内の側部には、電機子6に給電して、固定子12間に形成された磁界内にてロータ5に回転力を発生させる整流子が設けられているが、図面では省略されている。そして、上述した回転体1に、固定子12、カップリング10及び整流子(図示略)が加わることで、モータ100が構成されている。
図3において符号M1で示す複数の黒丸のように、焼き嵌めを導入して回転体1を組み立ててモータ100として出荷する時には、初期バランス調整が行われ、不釣合い量が許容値以下となるように設定されている。具体的には、初期バランス位置13において、重量調整を行うことで、焼き嵌めによる熱変形によって生じた不釣合いが解消され、不釣合い量が、図3に示す同心円の内、最も内側の円内となるように設定されている。なお、初期バランス調整は、バランス調整位置9と同じ位置で行っても良い。
本発明の第2実施形態に係わる回転体20のバランス調整方法、及び該バランス調整方法を適用した回転体20について、図4及び図5を参照して説明する。第2実施形態に示される回転体のバランス調整方法が、第1実施形態のバランス調整方法と異なるのは、図4(A)及び図4(B)に示すように、初期バランス調整を行うに際して初期バランス位置22に設けるカウンターウエイト21の重量を、ロータ5の不釣合いを長期的に予測した重量に設定する点である。なお、変形方向Pと、非対称部8、初期バランス位置22、バランス調整位置9のそれぞれとの関係は、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本発明の第3実施形態に係わる回転体30のバランス調整方法、及び該バランス調整方法を適用した回転体30について、図6及び図7を参照して説明する。第3実施形態に示される回転体のバランス調整方法が、先の実施形態のバランス調整方法と異なるのは、図6及び図7に示すように、ロータ5の近傍に、該ロータ5の加速度を検出する検出手段である加速度センサ31、または該ロータ5の振動を検出する振動検出センサ32と、バランス調整に必要な重量の大きさを演算する演算手段33とを配置し、これら加速度センサ31または振動検出センサ32から出力される検出信号に基づいて、変形方向Pに対応したバランス調整位置9でのバランス調整を行うようにした点である。
5 ロータ(回転軸)
6 電機子
8 非対称部
9 バランス調整位置
12 固定子
20 回転体
22 バランス調整位置
30 回転体
31 加速度センサ(検出手段)
32 振動検出センサ(検出手段)
33 演算手段
100 モータ
P 変形方向
Claims (7)
- 回転軸に略円盤状の被組立部材を温度変形によるしばり嵌めして構成された回転体のバランス調整方法であって、
前記回転体に軸回りに非対称とする非対称部を設けて、前記回転体のしばり嵌めによって生じる変形の変形方向を設定し、
該変形方向と前記回転軸中心からの方向が対応するように、予めバランス調整位置の軸回りの位置を設定し、
経時的なバランス調整を行う際には、該バランス調整位置で重量の調整を行うことを特徴とする回転体のバランス調整方法。 - 前記回転体の初期バランス調整を行う際に、最適なバランスとするのに必要とされる重量の変化量よりも大きな変化量で調整を行っておくことを特徴とする請求項1に記載の回転体のバランス調整方法。
- 前記経時的なバランス調整を行う際には、前記回転体の加速度計側または振動計測を行い、該計測によって得られた該回転体の加速度レベルまたは振動レベルに基づいて、前記バランス調整位置での重量の大きさを決定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転体のバランス調整方法。
- 回転軸と、該回転軸に温度変形によるしばり嵌めして取り付けられた略円盤状の被組立部材とを備え、
前記回転軸または前記被組立部材が軸回りに非対称とする非対称部を有し、
前記回転軸及び前記被組立部材との少なくとも一方には、前記非対称部によって設定されしばり嵌めによって生じる変形の変形方向と、前記回転軸中心からの方向が対応する軸回りの位置に、経時的に変化する全体のバランスを調整するように重量の調整が行われるバランス調整位置が設けられていることを特徴とする回転体。 - 前記回転軸または前記被組立部材の少なくとも一方には、前記初期バランス調整として、最適なバランスとするのに必要とされる重量の変化量よりも大きな変化量で調整が行われていることを特徴とする請求項4に記載の回転体。
- 前記回転軸の加速度計側または振動計測を行う検出手段と、該検出手段での計測によって得られた前記回転体の加速度レベルまたは振動レベルに基づいて、前記バランス調整位置にて調整する重量の大きさを決定する演算を行う演算手段とを有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の回転体。
- 請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の回転体の回転軸には、被組立部材として回転子が設けられてなり、該回転子の外側には、前記回転体と同軸となるように固定子が配置されていることを特徴とするモータ。
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