JPH11344405A - 回転機械の動的バランス修正方法 - Google Patents

回転機械の動的バランス修正方法

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JPH11344405A
JPH11344405A JP10153232A JP15323298A JPH11344405A JP H11344405 A JPH11344405 A JP H11344405A JP 10153232 A JP10153232 A JP 10153232A JP 15323298 A JP15323298 A JP 15323298A JP H11344405 A JPH11344405 A JP H11344405A
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JP
Japan
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dynamic
mass
dynamic unbalance
unbalance
rotating body
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JP10153232A
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English (en)
Inventor
Motohiko Ueda
元彦 上田
Kazunori Matsui
計憲 松井
Mitsuo Inagaki
稲垣  光夫
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Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken Inc
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Publication date
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半径方向成分の不釣り合いは勿論、軸方向成
分の不釣り合いも修正して高い精度で動的バランスを得
る。 【解決手段】 回転体の動的不釣り合いを計測した後、
その計測した第1動的不釣り合い位置から所定角度ずれ
た位置にて所定質量の動的不釣り合い質量を形成する
(試加加工)。そしてその後、再び回転体の動的不釣り
合いを計測して動的不釣り合いを修正することを特徴と
する。これにより、軸方向成分の不釣り合いは、第1動
的不釣り合い質量に加えて、所定質量の動的不釣り合い
質量が加算されるので、試加加工前に比べて大きくな
る。したがって、試加加工後においては、軸方向成分の
不釣り合いを高い精度で計測することができるので、高
い精度で動的バランスを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエスコポンプ、
遠心ファンや電動モータ等の回転機械の動的不釣り合い
を修正する回転機械の動的バランス修正方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般的な回転機械の動的バランス修正方
法は、以下のようなものである。すなわち、回転機械を
稼働(回転)させて回転機械の振動を測定することによ
り、動的不釣り合い質量およびその動的不釣り合い質量
の位置を測定した後に、その動的不釣り合い質量を修正
すべく、回転機械の回転体に新たに重りを付加したり、
回転要素の一部を切削する等の修正加工をするととも
に、振動測定の結果が所定値未満となるまで、上記作業
を繰り返すものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記方法に
おいて、動的バランス(動的釣り合い)を高い精度で得
ようとするためには、動的不釣り合い質量およびその動
的不釣り合い質量の位置を高い精度で(正確に)計測す
るとともに、その計測した動的不釣り合い質量およびそ
の位置に対して正確に修正加工を施す必要がある。
【0004】しかし、修正加工を行う際に、付加又は切
削する質量および位置が、僅かでも計測した動的不釣り
合い質量および位置と異なると、その修正加工の影響を
受けて新たな動的不釣り合いが発生してしまう。一方、
計測した動的不釣り合い質量および位置にて完全な修正
加工を行うためには、当然ながら高い加工精度で修正加
工を行う必要があるので、修正加工の困難性が高まって
しまい、結局、高い精度で動的バランスを得ることがで
きなくなる可能性が高い。
【0005】本発明は、上記点に鑑み、高い精度で動的
バランスを得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1〜
3に記載の発明では、回転体(2、7)の動的不釣り合
いを計測した後、第1動的不釣り合い位置から所定角度
ずれた位置にて所定質量の動的不釣り合い質量を形成
し、その後に、再び回転体(2、7)の動的不釣り合い
を計測する。そして、第1修正工程により発生する動的
不釣り合い質量の予測値およびその位置の予測値、並び
に第2動的不釣り合い質量および第2動的不釣り合い位
置に基づいて動的不釣り合いを修正することを特徴とす
る。
【0007】これにより、仮に、第1修正工程により発
生する動的不釣り合い質量の予測値およびその位置の予
測値(以下、これらを予測値と呼ぶ。)と、計測した第
2動的不釣り合い質量および第2動的不釣り合い位置
(以下、これらを実測値と呼ぶ。)とが異なる場合に
は、実測値には、第1修正工程により発生すると予測さ
れた動的不釣り合いに加えて、第1修正工程に伴う新た
な動的不釣り合いが含まれているとみなすことができ
る。
【0008】したがって、第2修正工程において、実測
値と予測値との相違量を考慮して修正加工を行えば、高
い精度で動的バランスを得ることができる。一方、実測
値と予測値とに相違量がなければ、第1修正加工に伴っ
て新たな動的不釣り合いが発生しないものとみなすこと
ができるので、第1修正工程と同様に第2修正を行え
ば、高い精度で動的バランスを得ることができる。
【0009】請求項2に記載の発明では、回転体(2、
7)の回転中心(O)を中心として第1動的不釣り合い
位置から120°ずれた位置にて第1動的不釣り合い質
量と等しい質量の重りを付加することを特徴とする。こ
れにより、後述するように、半径方向成分の不釣り合い
を高い精度で(正確に)計測できないという問題、また
は第1修正工程により新たに発生した動的不釣り合い量
が大きくなり修正できないという問題が発生することを
未然に防止できるので、高い精度で動的バランスを得る
ことができる。
【0010】請求項3に記載の発明では、回転体(2、
7)の回転中心(O)を中心として第1動的不釣り合い
位置から60°ずれた位置にて第1動的不釣り合い質量
と等しい質量を切削することを特徴とする。これによ
り、請求項2に記載の発明と同様な効果を得ることがで
きる。因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する
実施形態記載の具体的手段との対応関係の例を示すもの
である。
【0011】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)本実施形態は、
回転機械として渦流型の電動エアポンプ(以下、ポンプ
と略す。)に対して本発明に係る回転機械の動的バラン
ス修正方法を適用したものである。
【0012】なお、回転機械の動的バランス修正方法に
ついて述べる前にポンプの概略構造について述べてお
く。図1中、1は樹脂製のポンプハウジングであり、2
はポンプハウジング1内で回転する多数個の羽根溝2a
からなる樹脂製のインペラ(回転体)である。3はイン
ペラ2を回転駆動する電動モータ(駆動手段)であり、
インペラ2は電動モータ3のモータシャフト(回転軸)
3aに固定されている。
【0013】4はポンプハウジング1に固定されて電動
モータ3を覆うとともに、空気中の塵埃を除去するフィ
ルタ5が収納された樹脂製のモータカバーであり、6は
ポンプハウジング1に固定されてポンプハウジング1と
共にインペラ2を覆ってポンプ室2bを構成する樹脂製
のポンプカバーである。なお、ポンプカバー6には、ポ
ンプ室2bにて加圧された空気を吐出する吐出口6aが
形成され、一方、モータカバー4には空気吸入口4aが
形成されている。また、7はモータシャフト3aに固定
されてインペラ2と一体的に回転する金属製のプレート
である。
【0014】次に、回転機械の動的バランス修正方法
(以下、バランス修正方法と略す。)について述べる。
バランス修正工程の前工程として、インペラ2の半径方
向振動D1 および半径方向振動D1 と直交する回転軸方
向振動D2 を検出する加速度センサ等からなる振動計測
器10をポンプハウジング1に据え付けるとともに、イ
ンペラ2の回転数(角速度)を検出する回転センサ(回
転速検出手段)11をポンプカバー6に据え付ける。
【0015】因みに、回転センサ11は、図2に示すよ
うに、インペラ2に貼り付けられたマーク11aが回転
センサ11が据え付けられた部位を通過する時に発する
パルス信号を計測することによりインペラ2の回転数を
検出する。以下、図3に示すフローチャートに基づいて
バランス修正方法をその工程順に述べる。
【0016】1.初期振動計測工程(S100) 振動計測器10および回転センサ11の検出値からイン
ペラ2およびプレート7(以下、これらを総称して回転
体Rと記す。)の動的不釣り合いを計測(演算)し、第
1動的不釣り合い位置、およびその位置における第1動
的不釣り合い質量を求める(第1修正工程)。
【0017】因みに、図2のベクトルMR0 は、第1動
的不釣り合い位置および第1動的不釣り合い質量からな
る不釣り合い量を示すベクトルであり、以下、このベク
トルを初期不釣り合いベクトルMR0 と呼ぶ。また、本
明細書において、不釣り合い量とは、第1動的不釣り合
い位置および第1動的不釣り合い質量からなるベクトル
量を意味するものである。
【0018】2.試加加工工程(S110) 回転体Rの回転中心Oを中心として(図2参照)、第1
動的不釣り合い位置から120°ずれた位置にて第1動
的不釣り合い質量と等しい質量を有する重りW 1 を付加
する(第1修正工程)。なお、このとき、120°ずれ
た位置は、回転体Rの正転の向き又は逆転の向きのいず
れの向きでもよい。
【0019】因みに、ベクトルMR1 は、この試加加工
工程にて新たに発生した不釣り合い量を示すベクトルで
あり、以下、このベクトルを第1修正ベクトルMR1 と
呼ぶ。ところで、図2においては、重りW1 はインペラ
2のみに付加されているが、必要に応じてプレート7お
よびインペラ2の両者に、またはプレート7のみに重り
W1 を付加してもよい。
【0020】3.振動計測工程(S120) 試加加工を施した後に、回転体Rの動的不釣り合いを再
び計測し、第2動的不釣り合い位置、およびその位置に
おける第2動的不釣り合い質量を求める(第2計測工
程)。因みに、図2のベクトルMR2 は、第2動的不釣
り合い位置および第1動的不釣り合い質量からなる不釣
り合い量を示すベクトルであり、以下、このベクトルを
第2修正ベクトルMR2 と呼ぶ。
【0021】4.修正工程(S130) 試加加工工程により発生する動的不釣り合い質量の予測
値およびその位置の予測値(以下、これらを予測値と呼
ぶ。)と、実測した第2動的不釣り合い質量および第2
動的不釣り合い位置(ベクトルMR0 )とに基づいて動
的不釣り合いを修正すべく、第2動的不釣り合い位置に
所定の質量(理想的にはW1 )の重りW 2 を付加する
(第2修正工程)。
【0022】ところで、図2においては、重りW2 はイ
ンペラ2のみに付加されているが、試加加工工程と同様
に、必要に応じてプレート7およびインペラ2の両者
に、またはプレート7のみに重りW2 を付加してもよ
い。 5.最終振動計測工程(S140) 回転体Rの動的不釣り合いを計測し、その計測値が所定
値未満であれば、バランス修正が完了する。一方、計測
値が所定値以上であれば、再び修正工程(S130)に
戻る。
【0023】次に、本実施形態に係るバランス修正方法
の特徴を述べる。予測値と、計測した第2動的不釣り合
い質量および第2動的不釣り合い位置(以下、これらを
実測値と呼ぶ。)とが異なる場合には、実測値(ベクト
ルMR’ 1 )には、試加加工工程により発生すると予測
された動的不釣り合い量(第1修正ベクトルMR1 )に
加えて、試加加工工程に伴う新たな動的不釣り合い量
(ベクトルMR”1 )が含まれているとみなすことがで
きる(図4参照)。
【0024】したがって、修正工程において、実測値と
予測値との相違量を考慮して修正加工を行えば、高い精
度で動的バランスを得ることができる。一方、実測値と
予測値とに相違量がなければ、試加加工工程に伴って新
たな動的不釣り合いが発生しないものとみなすことがで
きるので、第1修正工程と同様に修正工程を行えば、高
い精度で動的バランスを得ることができる。
【0025】因みに、本実施形態では、第1修正ベクト
ルMR1 の大きさが初期不釣り合いベクトルMR0 の大
きさと等しく、かつ、第1修正ベクトルMR1 と初期不
釣り合いベクトルMR0 とのなす角が120°であるの
で、試加加工により新たに発生した動的不釣り合い量
(ベクトルMR3 =ベクトルMR1 +ベクトルMR0 )
の大きさは、図4に示すように、初期不釣り合いベクト
ルMR0 の大きさと等しくなる。
【0026】ところで、試加加工を無作為(ランダム)
に施した場合において、例えば試加加工後の位置が第1
動的不釣り合い位置から180°ずれた位置に極めて近
く、かつ、第1動的不釣り合い位置と異なるときには、
初期不釣り合いベクトルMR 0 と第1修正ベクトルMR
1 との合成ベクトルMR3 が極めて小さくなるので、半
径方向成分の不釣り合いも高い精度で(正確に)計測す
ることができなくなる可能性がある(図5の(a)参
照)。以下、この問題を計測不能問題と呼ぶ。
【0027】なお、図5中、+W1 、+W2 の+記号と
は、重りを付加することを意味しており、(+W1 )と
は、第1動的不釣り合い質量を示しいる。一方、無作為
に試加加工を施したときの動的不釣り合い質量が第1動
的不釣り合い質量より大きい場合には、試加加工により
新たに発生した動的不釣り合い量が大きくなり、修正す
ることができなくなる可能性がある(図5の(b)参
照)。
【0028】これに対して、本実施形態では、第1動的
不釣り合い質量と等しい質量を有する重りW1 を第1動
的不釣り合い位置から所定角度(本実施形態では120
°)ずれた位置に付加しているので、上記問題は発生せ
ず、高い精度で動的バランスを得ることができる。 (第2実施形態)上述の実施形態では、試加加工工程お
よび修正加工工程では、重りW1 、W2を回転体Rに付
加したが、本実施形態では、重りW1 、W2 と等しい質
量分を回転体Rから切削(削除)することにより試加加
工および修正加工を施すものである。
【0029】なお、本実施形態では、回転体Rを切削す
ることにより試加加工および修正加工を施すので、試加
加工は、回転体Rの回転中心Oを中心として第1動的不
釣り合い位置から60°ずれた位置にて第1動的不釣り
合い質量と等しい質量を切削する必要がある(図6、7
参照)。なお、図7中、−W1 、−W2 の−記号とは、
質量W1 、W2 と等しい質量を切削することを意味して
おり、(+W1 )とは、第1動的不釣り合い質量を示し
いる。
【0030】因みに、本実施形態のごとく、回転体Rの
一部を切削することにより試加加工を行う場合において
は、第1動的不釣り合い位置の近傍にて試加加工が施さ
れたときに、上記計測不能問題が発生する。ところで、
上述の実施形態では、回転体Rに重りを付加するときに
は初期不釣り合いベクトルMR0 と第1修正ベクトルM
R1 とのなす角(以下、この角度を付加角度と呼ぶ。)
を120°とし、回転体Rを切削するときには初期不釣
り合いベクトルMR0 と第1修正ベクトルMR1 とのな
す角(以下、この角度を切削角度と呼ぶ。)を60°と
したが、これは試加加工の回数を1回とするためであ
り、試加加工を複数回とする場合には、その他の角度で
もよい。
【0031】因みに、試加加工をn回とすれば、付加角
度は360/(n+2)とすることが望ましく、切削角
度は180/(n+2)とすることが望ましい。また、
試加加工において、回転に付加する重りの質量、または
切削する質量は、修正工程にて最終的に修正できる範囲
であれば、初期振動計測工程で計測した第1動的不釣り
合い質量に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る回転機械の動的バランス修
正方法を施した電動エアポンプの断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】バランス修正の作業工程を示すフローチャート
である。
【図4】ベクトル図である。
【図5】ベクトル図である。
【図6】第1実施形態に係る回転機械の動的バランス修
正方法を施した電動エアポンプの断面図である。
【図7】ベクトル図である。
【符号の説明】
2…インペラ、3…電動モータ、4…モータカバー、5
…フィルタ、6…ポンプカバー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02K 15/16 H02K 15/16 A (72)発明者 稲垣 光夫 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸(3a)と共に回転する回転体
    (2、7)を有する回転機械の動的不釣り合いを修正す
    る回転機械の動的バランス修正方法であって、 前記回転体(2、7)の動的不釣り合いを計測し、第1
    動的不釣り合い位置、およびその位置における第1動的
    不釣り合い質量を求める第1計測工程と、 前記回転体(2、7)の回転中心(O)を中心として、
    前記第1動的不釣り合い位置から所定角度ずれた位置に
    て所定質量の動的不釣り合い質量を形成する第1修正工
    程と、 前記第1修正工程の終了後、前記回転体(2、7)の動
    的不釣り合いを計測し、第2動的不釣り合い位置、およ
    びその位置における第2動的不釣り合い質量を求める第
    2計測工程と、 前記第1修正工程により発生する動的不釣り合い質量の
    予測値およびその位置の予測値、並びに前記第2動的不
    釣り合い質量および前記第2動的不釣り合い位置に基づ
    いて動的不釣り合いを修正する第2修正工程とを有する
    ことを特徴とする回転機械の動的バランス修正方法。
  2. 【請求項2】 前記第1修正工程では、前記回転体
    (2、7)の回転中心(O)を中心として前記第1動的
    不釣り合い位置から120°ずれた位置にて前記第1動
    的不釣り合い質量と等しい質量を有する重りを付加する
    ことを特徴とする請求項1に記載の回転機械の動的バラ
    ンス修正方法。
  3. 【請求項3】 前記第1修正工程では、前記回転体
    (2、7)の回転中心(O)を中心として前記第1動的
    不釣り合い位置から60°ずれた位置にて前記第1動的
    不釣り合い質量と等しい質量を切削することを特徴とす
    る請求項1に記載の回転機械の動的バランス修正方法。
JP10153232A 1998-06-02 1998-06-02 回転機械の動的バランス修正方法 Withdrawn JPH11344405A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100376881C (zh) * 2004-08-03 2008-03-26 河南科技大学 多轴、多转子动平衡试验方法
JP2009156114A (ja) * 2007-12-26 2009-07-16 Nippon Densan Corp ファンモータおよび回転数測定方法
CN101912825A (zh) * 2010-08-02 2010-12-15 浙江大学 用于离心机的两轴向自适应式动平衡执行装置
CN102914408A (zh) * 2012-11-08 2013-02-06 昆山北极光电子科技有限公司 一种旋转机械的动平衡测试方法
CN114337157A (zh) * 2020-09-29 2022-04-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 部件平衡

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