JP5908228B2 - 回転体のバランス修正方法および修正装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体の不釣り合いを修正するための方法と装置に関するものである。

従来より、回転体の不釣り合いを修正する方法としては、測定結果に基づいて、所定の重量のピンやパテ等のオモリを回転体の所定の位置に付加することによる修正方法や、回転体の所定の部位を、所定の量だけ切除する修正方法などがあった。
前者の修正方法に用いることのできるパテの供給装置を、本願発明者は特許文献１において提案した。
特許文献１に記載の技術は、回転体の不釣り合い修正において付加するパテ等の粘性材料を、正確な体積の分だけ吐出して、回転体の側面に付加することのできる装置である。

特開平５−２９６８６８

しかし、ピンやパテ等のオモリを付加する方法では、回転体が高速回転するときに剥離する危険性がある。さらに、修正すべき不釣り合い量に応じて、複数種類の重さのオモリを用意する必要がある。
また、回転体の一部を切除する方法では、モータや発電機の回転子の一部を切除すると、その磁気特性等が所期の特性からずれてしまうという問題がある。
そこで、本発明では、オモリを回転体の表面に付加することも、回転体の一部を切除することもなく、回転体の不釣り合いを修正することを可能とする技術を提供することを目的としている。

本発明にかかる回転体のバランス修正方法は、回転体の回転軸に所定のバランスウエイトを固定するバランス修正方法であって、異なるバランス修正量に対応した複数種類のバランスウエイトの中から、修正すべきバランス修正量に適した何れか１つのバランスウエイトを選択して、前記回転体の回転軸に設けた溝に、圧入して固定することを特徴とする。
なお、バランスウェイトの構造は、例えば、Ｕリング状，Ｃリング状，もしくはＥリング状の何れの構造でもよい。
また、本発明にかかる回転体のバランス修正方法は、回転体の回転軸に所定のバランスウエイトを固定するバランス修正方法であって、前記バランスウェイトは、該バランスウェイトに設けた圧入孔に前記回転軸を圧入して前記回転軸に固定し、前記圧入孔を、修正すべきバランス修正量に応じて前記バランスウエイトの重心から偏心した位置に設けることを特徴とする。
さらにまた、本発明にかかるバランス修正装置は、予め測定された回転体のバランス修正量に応じて、所定のバランスウエイトを付加してバランス修正を行うバランス修正装置において、前記回転体を所定の位置にセットして保持する回転体セット手段と、前記回転体セット手段にてセットされた回転体の回転軸に圧入してバランス修正を行うためのバランスウエイトを順次供給する供給手段と、前記測定された修正すべきバランス修正量に応じて前記バランスウエイトを、前記供給手段から受け取って、前記回転体セット手段にセットされた回転体の右面の回転軸と、左面の回転軸にそれぞれ圧入する圧入手段と、を備えている。
好ましくは、前記圧入手段は、前記供給手段にて供給される複数種類のバランスウエイトの中から、修正すべきバランス修正量に基づいて何れか１つを選択して圧入する。
また好ましくは、前記圧入手段は、バランスウエイトの重心を、修正すべきバランス修正量に応じた位置に偏心させて圧入する。

本発明によれば、
回転体の回転軸に所定のバランスウェイトを固定する際に、
前記回転軸の軸芯から前記バランスウェイトの重心までの距離を、バランス測定結果に応じた距離に合わせて固定するので、回転体の一部を切除する従来の方法に比べて、磁気特性への影響を無くすことができる。
また、所定の１種類のバランスウェイトであっても、前記回転軸の軸芯から前記バランスウェイトの重心までの距離を変えることによって、修正できる不釣り合い量の多少に対応できるので、複数種類のバランスウェイトを揃えておく必要がない。
また、前記距離はとびとびの距離ではなく、所望の距離に設定することができるので、測定結果に応じた精密なバランス修正が可能となる。

本発明のバランス修正方法にて対象とする回転体（ロータ）の側面図である。 本発明のバランス修正方法で用いるバランスウェイトの平面図である。 バランスウェイトを嵌め込む深さの説明図である。 切り込みに凹部を設けたバランスウエイトの平面図である。 バランスウエイトの他の形状の例示である。 実施例２のバランスウエイトの平面図である。 一部を切除したバランスウエイトの説明図である。 本発明にかかるバランス修正装置の実施例の正面図である。 前記バランス修正装置の実施例の一部の右側面図である。 前記バランス修正装置の実施例の一部の左側面図である。

以下に、本発明にかかる回転体のバランス修正方法を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
図１は、釣り合いバランスを修正する対象の回転体の一例としてのモータのロータの側面図である。

図１に示したロータ１は、回転軸２やコイルやコミテータを備えている。前記回転軸２の２箇所には円周に沿った浅い溝２１、２１が形成されている。

図２に示した実施例１のバランスウェイト３は、前記溝２１に嵌め込んで固定することにより、前記ロータ１の釣り合いバランスを修正するためのものである。なお、図２の（Ａ）は前記バランスウエイト３の平面図、図２の（Ｂ）は前記バランスウエイト３の側面図である。
前記バランスウェイト３は、一方にＵ字状の切欠き３１が形成された円盤状の金属性のものであり、前記切欠き３１の幅Ｄ２は、前記溝２１の外径Ｄ１よりわずかに狭い幅に形成されている（Ｄ２＜Ｄ１）。また、前記切欠き３１の近傍の厚みＴ２は、前記溝２１の幅Ｔ１より僅かに厚く形成されている（Ｔ２＞Ｔ１）。
このようにして、前記バランスウェイト３を前記回転軸２の溝２１に嵌め込むと、前記バランスウェイト３の切欠き３１がわずかに弾性変形して広がって前記溝２１に嵌まり、その後、前記切欠き３１の弾性復元力によって前記溝２１の外周を挟み込むことによって、前記バランスウェイト３は、前記回転軸２に強固に固定されるのである。加えて、前記前記切欠き３１の近傍が、前記溝２１の側壁面で挟み込まれることによって、前記バランスウェイト３はさらに強固に固定されるのである。
このように、バランスウェイトを回転軸に固定したときに、その固定位置が保持されるように、前記溝２１のような嵌合構造を備えることにより、固定作業が容易であるとともに、固定後に、その固定位置がずれることを防止できる。

このとき、前記バランスウエイト３としては、複数種類、例えば３種類のバランス修正量に対応したバランスウエイトを準備しておき、修正すべきバランス修正量に適したものを選択して、回転軸に圧入することができる。

または、図３の（Ａ）に示したように、前記バランスウェイト３の切欠き３１の奥まで深く嵌め込むと、前記バランスウェイト３の重心は前記回転軸２の軸芯に近づくので、バランス修正量は小さくなり、図３の（Ｂ）に示したように、前記バランスウェイト３の切欠き３１の浅い位置で嵌め込むと、前記バランスウェイト３の重心は前記回転軸２の軸芯から離れるので、バランス修正量は大きくなる。図３の（Ｃ）に示したように、さらに浅い位置で嵌め込むと、前記バランスウェイト３の重心は前記回転軸２の軸芯からさらに離れるので、バランス修正量はさらに大きくなる。
このようにして、修正すべきバランス修正量に応じて、１種類のバランスウェイト３であっても、その切欠き３１に嵌め込む深さを調整することによって、所望のバランス修正量を得ることが可能となる。
なお、修正すべきバランス修正角度に応じて、前記バランスウエイト３を嵌め込む角度（前記切欠き３１の方向）を調整する。具体的には、後述するバランス修正装置にロータ１をセットするときの角度を、所定の角度に設定する。

前記バランスウェイト３は、切欠き３１を備えているので、回転軸２に直交する方向から嵌め込むことができ、正確な位置決めと優れた作業性が得られる。
なお、修正すべきバランス修正量に対応した複数の種類のバランスウエイトを用意しておいて、その内の何れか１つを選択してもよいが、図３の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、バランスウエイト３の切欠き３１の任意の深さで固定することにより、１種類のバランスウエイトを用いて、所望の異なるバランス修正量を得ることもできる。

また、図４に示したように、前記バランスウエイト３の切欠き３１の内面には、前記切欠き３１の異なる深さの位置に複数の凹部３２１、３２２、３２３を嵌合構造として設けてもよい。前記回転軸に圧入した際に、前記凹部の何れか１つが前記回転軸の外周に嵌まることにより、その深さで、バランスウエイトが回転軸に確実に保持されるようになる。
なお、前記凹部は、円弧状でもよいが、Ｖ字状やＵ字状や鋸歯状の凹凸でもよい。

なお、前記バランスウエイト３の切欠き３１形状は、図２に示した形状にかぎらず、図５の（Ａ）、（Ｂ）に示したように、Ｃ字状やＥ字状のように種々の形状が可能であることは言うまでもない。

図６は実施例２のバランスウエイト４の平面図を示したものであり、このバランスウエイト４は、例えば円板状の部材の中心近傍に、回転軸に圧入するための圧入孔４１を設けた構造である。修正すべきバランス修正量が小さい場合には、図６の（Ａ）に示したように、前記圧入孔４１は、前記円板の中心（重心）Ｇの近傍に設けられており、円板の重心Ｇと前記圧入孔の中心Ｃの偏心量ｄ１は小さく、バランス測定の結果、修正すべきバランス修正量が大きい場合ほど、図６の（Ｂ）に示したように、前記圧入孔の中心は前記円板の中心（重心）Ｇから離れた位置に設けられ、円板の重心Ｇと前記圧入孔の中心Ｃの偏心量ｄ２は大きくなる。
前記バランスウエイト４の圧入孔４１の内径は、前記回転軸２の外径より僅かに小さく形成されて、嵌合構造を構成しており、圧入後のバランスウエイト４は強固に固定され、容易にずれないように構成されている。
なお、前記バランスウエイト４の形状は円板状に限られるものではなく、板状のものであれば外径は円形に限らない。
実施例２のバランスウエイト４の場合には、切欠きではなく圧入孔が形成された形態であるので、回転軸の軸方向から圧入することになる。したがって、回転軸には溝を形成する必要はない。

このように、圧入孔の位置を変えることにより、１種類のバランスウエイトを用いて、所望の異なるバランス修正量を得ることができる。
なお、図７に示したバランスウエイト５のように、圧入孔５１は例えばバランスウエイトの中心位置に設け、バランスウエイトの一部を切除した切除部５２を設けることによって、所望のバランス修正量を得るようにすることもできる。

図８は、本発明にかかるバランス修正方法に用いるバランス修正装置の実施例の正面図を示したものである。
前記バランス修正装置６は、
別途設けられたバランス測定装置によって測定された回転体（ロータ）を、バランス修正角度が真上にくるようにセットして保持する回転体セット手段６１と、
前記回転体セット手段６１にてセットされた回転体の回転軸に圧入してバランス修正を行うための複数種類のバランスウエイトを順次供給する供給手段６２と、
前記バランス測定装置によって測定された修正すべきバランス修正量に応じて最適なバランスウエイトを、前記供給手段６２にて供給されるバランスウエイトから何れか１個つまみ上げて、前記回転体セット手段６１にセットされた回転体の右面の回転軸と、左面の回転軸にそれぞれ圧入する圧入手段６３と、
を備えている。

前記回転体セット手段６１は、
回転体の左右の何れかの面、例えば左面のバランス修正角度が真上にくるようにセットして、左面に所定のバランスウエイトを圧入した後、前記回転体を回転軸回りに回転させて、他の面、例えば右面のバランス修正角度が真上にくるようにセットし直すための回転手段６１１（図８、図１０参照。）を備えている。この回転手段６１１は、例えば、ステッピングモータやサーボモータ等が用いられている。

前記供給手段６２は、
異なるバランス修正量に対応した複数のバランスウエイト３ａ，３ｂ，３ｃが載置されたカセット６２１ａ，６２１ｂ，６２１ｃのそれぞれの先頭部分を所定のピックアップ位置に並ぶように位置きめするよう縦方向に順送りする縦送り手段６２１を備えている。
この縦送り手段６２１は、先頭のバランスウエイトの１枚が前記圧入手段によってピックアップされると、次のバランスウエイトが先頭のピックアップ位置に並ぶように順送りする。
また、前記供給手段６２は、図９に示したように、
修正すべきバランス修正量に応じて、複数のカセットのうちの適切なカセットの先頭部分がピックアップ位置にくるように横方向にスライドさせる横送り手段６２２を備えている。

前記圧入手段６３は、
回転体の左右の何れかの面の回転軸からバランスウエイトを圧入してもよいが、例えば左面を先にする場合には、左面の修正量に対応したバランスウエイトを、ピックアップ位置にある前記供給手段６２の何れかのカセットの先頭位置のバランスウエイトをピックアップして、回転軸の左面の圧入位置まで水平移動したあとに垂直に降下して、回転軸に圧入する。
続いて、上昇してピックアップ位置まで戻る。
その後、右面の修正量に対応したバランスウエイトを、ピックアップ位置にある前記供給手段６２の何れかのカセットの先頭位置からピックアップして、回転軸の右面の圧入位置まで水平移動する。

前記供給手段６２が回転軸の左面から離れてから、右面への圧入を開始するまでの間に、前記回転手段６１１は、右面のバランス修正角度が真上にくるように、回転体を軸回りに回転させる。
そして、前記圧入手段６３は、垂直に降下して、回転軸の右面にバランスウエイトを圧入する。
このようにして、１つの回転体に対して左右両面へのバランスウエイトの圧入が終了すると、次の回転体に入れ替えて、引き続いてバランス修正作業を行うことができる。

なお、前記供給手段６２のカセットの列数は３列にかぎらず、修正すべきバランス量のバラツキの程度や、修正後のバランス精度に応じて、１列でも、複数列でも設定可能である。
また、前記供給手段６２は、縦送り手段６２１と横送り手段６２２に限定されるものではなく、必要なバランス修正量に応じたバランスウエイトが供給できるものであればよい。

以上の構成のバランス修正装置においては、修正すべきバランス修正量に応じて、適切なバランスウエイトを選択して圧入する構成を備えていたが、
例えば、図２に示したように、１種類のＵ字状の切欠き３１を備えたバランスウエイトを用い、修正すべきバランス修正量に応じた深さに圧入することによって、バランスウエイトにおける偏心量を任意の量に調整することにより、修正すべきバランス修正量に応じた正確なバランス修正量が可能となる。
この場合には、図１に示したように、回転軸２には、前記バランスウエイト３の厚さより僅かに狭い幅の溝２１を設け、圧入したバランスウエイトが遠心力によって外れないように確実に保持されるようにすることが必要である。

以上の構成のバランス修正装置においては、切欠きを備えたバランスウエイトを用いたが、切欠きに代えて、図６に示したように、圧入孔を備えたバランスウエイトを用い、修正すべきバランス修正量に応じた位置に圧入孔を設け、前記バランスウエイトの重心位置と、前記圧入孔の位置との偏心量に基づいて、所望のバランス修正量を得ることもできる。
この場合には、予め数種類の偏心量に設定して圧入孔が設けられたバランスウエイトを用意しておいて、何れか１つを選択して圧入することもできるが、１種類のバランスウエイトに対して、修正すべきバランス修正量に応じた偏心位置に、圧入孔を設けて、そのバランスウエイトを回転軸に圧入してもよい。この場合には、修正すべきバランス修正量に応じて任意の偏心位置を決定することにより、修正すべきバランス修正量に応じた正確なバランス修正が可能である。
このように、圧入孔を設けたバランスウエイトの場合には、図６に示した圧入手段６３に代えて、回転軸の軸方向の延長線上の位置から、回転軸に圧入する構成の圧入手段を用いるとよい。

以上のように、本発明に係るバランス修正装置によれば、修正すべきバランス量に応じて複数種類のバランスウエイトを用意しておいて、その何れか１つを選択して圧入してもよいが、１種類のバランスウエイトを用い、修正すべきバランス量に応じた所望の偏心量を与えて圧入してもよい。

１ ロータ
２ 回転軸
２１ 溝
３ バランスウェイト
３１ 切欠き
３ａ，３ｂ，３ｃ バランスウエイト
４、５ バランスウエイト
６ バランス修正装置
６１ 回転体セット手段
６２ 供給手段
６３ 圧入手段
６１１ 回転手段
６２１ 縦送り手段
６２２ 横送り手段
６２１ａ，６２１ｂ，６２１ｃ カセット

Claims (5)

1. 回転体の回転軸に所定のバランスウエイトを固定するバランス修正方法であって、
   異なるバランス修正量に対応した複数種類のバランスウエイトの中から、修正すべきバランス修正量に適した何れか１つのバランスウエイトを選択して、前記回転体の回転軸に設けた溝に、圧入して固定することを特徴とする回転体のバランス修正方法。
2. 回転体の回転軸に所定のバランスウエイトを固定するバランス修正方法であって、
   前記バランスウェイトは、該バランスウェイトに設けた圧入孔に前記回転軸を圧入して前記回転軸に固定し、
   前記圧入孔を、修正すべきバランス修正量に応じて前記バランスウエイトの重心から偏心した位置に設けることを特徴とする回転体のバランス修正方法。
3. 予め測定された回転体のバランス修正量に応じて、所定のバランスウエイトを付加してバランス修正を行うバランス修正装置において、
   前記回転体を所定の位置にセットして保持する回転体セット手段と、
   前記回転体セット手段にてセットされた回転体の回転軸に圧入してバランス修正を行うためのバランスウエイトを順次供給する供給手段と、
   前記測定された修正すべきバランス修正量に応じて前記バランスウエイトを、前記供給手段から受け取って、前記回転体セット手段にセットされた回転体の右面の回転軸と、左面の回転軸にそれぞれ圧入する圧入手段と、
   を備えていることを特徴とする回転体のバランス修正装置。
4. 前記圧入手段は、前記供給手段にて供給される複数種類のバランスウエイトの中から、修正すべきバランス修正量に基づいて何れか１つを選択して圧入することを特徴とする請求項３に記載の回転体のバランス修正装置。
5. 前記圧入手段は、バランスウエイトの重心を、修正すべきバランス修正量に応じた位置に偏心させて圧入することを特徴とする請求項３に記載の回転体のバランス修正装置。

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