JP5449068B2 - アンバランスを調整した回転体装置、及び、回転体のアンバランス調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転体、特に送風機などのアンバランスを調整した回転体装置、及び、回転体のアンバランス調整方法に関する。

回転体にアンバランスがあると、回転体の回転時に振動が発生し、不快な振動や雑音が発生して快適性が損なわれる。回転体のアンバランスは、回転体の質量のばらつき、回転体の寸法のばらつき、モータのばらつき等により発生する。
一例として、ブロワと呼ばれるファンを備えた回転体を内蔵した空気調和装置を搭載する自動車について説明すると、回転体にアンバランスがある場合は、空気調和装置で発生した振動が車体に伝わり、ハンドル振動の原因となる。この振動が快適性要求を損ねるものとなっていた。そこで、ハンドル振動の発振源となる空気調和装置のファンアッセンブリの低振動化が求められていた。

回転体のアンバランスを低減させるためには、回転体のどの方向にどれぐらいのアンバランスのモーメントがあるかをバランシングマシンと呼ばれる装置によって測定し、バランシングマシンで指示された位置に指示された錘を付加することによって、回転体のアンバランスを低減している。近年は、アンバランスを回転体の上面と下面のアンバランスを用いて２面調整によって修正することが行われてきている。

図８は、このようなバランシングマシンの表示部の一例を示す図である。バランシングマシンには、測定すべき回転体を所定の回転数で回転させた時の、回転数を表示する回転数表示部、上面アンバランス状態を表示する上面アンバランス表示部、下面アンバランス状態を表示する下面アンバランス表示部、静アンバランス状態を表示する静アンバランス表示部、及び偶アンバランス状態を表示する偶アンバランス表示部があり、各表示部の脇にある錘取付角度表示部１０１と錘取付量表示部１０２に、錘の取付角度と量をそれぞれ表示する。同時に矢印等でベクトル表示される。

そして、各表示部には、アンバランス状態が規格内かどうかを示す規格円１０３が描かれており、アンバランス状態が規格円１０３の中に納まっているときには、各表示部の脇にある適否表示部１０４にＯＫの表示が行われる。一方、アンバランス状態が各表示部の規格円１０３の外にあるときには、各表示部の脇にある適否表示部１０４にＮＧの表示を行う。回転体にアンバランスがある時には、ディスプレイの上面アンバランス表示部の脇の適否表示部と、下面アンバランス表示部の脇の適否表示部にそれぞれＮＧの表示が出るとともに、錘取付角度表示部１０１と錘取付量表示部１０２に表示される。これら表示の錘の取付角度と量のデータに従って、回転体の上面と下面に、それぞれ指示された錘を取り付けていた。

ところが、２面式バランシングマシン７は、アンバランス測定時のワーク回転数の影響が大きく、上面と下面のアンバランスの測定精度が悪かった。そこで、２面式バランシングマシンにおける動アンバランス測定の精度を向上させる方法が、特許文献１に記載されている。特許文献１の２面式バランシングマシンは、図９に示すように、２つのピックアップ１１６ａ、１１６ｂを有する２面式バランシングマシンマシン１１０である。

２面式バランシングマシン１１０の架台１１２上には治具１１３が設けられ、ワーク起動用安定化電源１１４が設置されている。架台１１２の主軸１２１は、２つの棒バネ１１５ａ、１１５ｂによって挟持されている。この主軸１２１の外周部には、その軸方向の２つの異なる位置に、２つのピックアップ１１６ａ、１１６ｂが設けられ、各々計測装置１１７に接続している。ワーク起動用安定化電源１１４には、検査対象である、例えばブロワファンとモータ等のワーク１１８を接続できるようになっている。ワーク１１８に近接してワーク回転センサ１１９が設けられ、計測装置１１７に出力している。この計測装置１１７からの情報は、モニタ１２０に出力される。モニタ１２０は、図８のような表示を含むディスプレーを有している。

この装置によるアンバランス測定は、ワーク起動用安定化電源１１４によりワーク１１８を回転させ、ワーク１１８のアンバランスに基づく架台１１２の振動をピックアップ１１６ａ、１１６ｂにより検出して、計測装置１１７でアンバランスへ変換する。
この装置によりワーク１１８の動アンバランスを測定すれば、ワークに試し重りを付けて予めワーク回転数変動による振動特性を記憶し、ワーク回転数毎に最適な補正値を設定し、この補正値に基づいて２つのピックアップ信号のそれぞれの補正を行うことができる。

しかしながら、回転体のアンバランスの規格がますます厳しくなるに伴い、製品のアンバランスの規格を満たさないものの数が増え、規格を満たさないものは、アンバランスの調整により工数が増大したり、廃却により製品の歩留まりが悪化して製造コストが大幅に上昇するという問題点があった。このような問題に対応して、より精度を上げたアンバランス修正方法が、特許文献２に開示されている。これは、回転体の静バランス、偶バランスをバランシングマシンで検出し、求めた静バランス、偶バランスに、回転体を内蔵する装置固有の振動伝達定数α、βを乗算して、２つを加算したベクトルの絶対値（α・静バランス＋β・偶バランス）により伝達振動量を求め、回転体のアンバランスを修正する方法である。

この方法によれば、この伝達振動量の絶対値が一定量を超える場合に、伝達振動量を相殺する相殺伝達運動量を定め、相殺伝達運動量を発生できる錘を修正面１、修正面２、又は、修正面３において計算した位置に取り付けることで回転体のアンバランスを修正することができるものである。
しかしながら、この方法においても、回転体を内蔵する装置ごとに多数のサンプルの振動値を評価し、実験結果から統計的に振動伝達係数α、βを求めるため、修正式を確立するのに手間がかかるといった問題点が指摘されていた。また、装置の設計変更のたびに同様の手間が必要となる。特に、ファンに適用する場合、装置に取り付ける錘は重さが一定な規格のものを用いることが多いため、伝達振動量を相殺する相殺伝達運動量に正確に合わせることが難しい点が指摘されていた。

特開２００４−２０３８３号公報 特開２００８−１０１９３５号公報

本発明は、上記問題に鑑み、回転体、特に送風機などのアンバランスを調整した回転体装置、及び、回転体のアンバランス調整方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、回転体と該回転体を回転させる回転駆動部からなる回転体装置であって、前記回転体の回転軸（２）は、前記回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、前記回転駆動部は、マウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置において、前記回転体の回転軸上において、不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルをＡとし、前記回転体の回転軸上において、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルをＢとし、前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和として算出したベクトルを、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂとしたときに、前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から任意の距離Ｌ_Aにある、前記回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から錘の取付半径Ｒの位置に、次の（１）式で算出される質量Ｍの錘を取り付けてアンバランスを調整した回転体装置である。
Ｍ＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）…（１）

これにより、バランス量の修正式の確立手順を簡略化できることと、任意の位置に、特に、上面と下面の間に、計算式で求めたバランス調整用錘を設置することで、相殺するバランス量を正確に設定することができる。

請求項２の発明は、回転体と該回転体を回転させる回転駆動部からなる回転体装置であって、前記回転体の回転軸（２）は、前記回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、前記回転駆動部は、マウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置において、前記回転体の回転軸上において、不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルをＡとし、前記回転体の回転軸上において、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルをＢとし、前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和として算出したベクトルを、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂとし、前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から距離Ｌ_Aにある、前記回転体の回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から錘の取付半径Ｒの位置に、単位質量ｍの錘をｎ個取り付けたとき、前記距離Ｌ_Aを、次の（２）式で算出される距離Ｌ_Aに定めることにより、アンバランスを調整した回転体装置である。
Ｌ_A＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（ｎ・ｍ・Ｒ）…（２）
これにより、バランス量の修正式の確立手順を簡略化できることと、特に、上面と下面の間に、単位質量の錘を適当数使用して、計算式で求めた角度と高さに設置することで、相殺するバランス量を正確に設定することができる。調整面高さＬ_Aを、錘の質量ｍ×個数ｎに対して適正な値に調整することで、相殺するバランス量を正確に設定することができる。錘の質量ｍ×個数ｎは、整数倍に不連続的に変化する値であるので、アンバランスを調整する上で適切な値でない場合であっても、調整面高さＬ_Aが上記（２）式で求められる位置に、錘の質量ｍ×個数ｎを取り付けることで、アンバランスを調整することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記回転駆動部は、前記マウント支持部のマウント支持面における穴に嵌合した前記防振用弾性体を介して、前記マウント支持部に固定されており、前記マウント支持面上又は前記マウント支持面から所定値（ε）離れた、前記回転軸（２）上の位置に、前記回転体装置の回動中心（１５）が存在することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明において、前記回転体が、送風機のファンであることを特徴とする。

請求項５の発明は、回転体の回転軸（２）が回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、前記回転駆動部がマウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置を、バランシングマシンに取り付けて、前記回転体の回転軸上において不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルＡと、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルＢを計測するステップと、前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和を算出して合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂを算出するステップと、前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から任意の距離Ｌ_Aにある、前記回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から錘の取付半径Ｒの位置に、次の（１）式で算出される質量Ｍの錘を取り付けてアンバランスを調整するステップを具備する回転体のアンバランス調整方法である。
Ｍ＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）・・・（１）
これにより、請求項１の発明と同様な作用効果がある。

請求項６の発明は、回転体の回転軸（２）が回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、前記回転駆動部がマウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置を、バランシングマシンに取り付けて、前記回転体の回転軸上において不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルＡと、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルＢを計測する計測ステップと、前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和を算出して合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂを算出するステップと、前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から任意の距離Ｌ_A、及び、前記回転体の回転軸からの錘の取付半径Ｒを定めて、単位質量ｍのｎ倍の値が、合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）に最も近くなるように個数ｎ個を選定するステップと、前記計測ステップにより計測された不釣合いベクトルＡ、Ｂに基づいて、次の（２）式で算出される前記回動中心（１５）から距離Ｌ_A’にある、前記回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記錘の取付半径Ｒの位置に、単位質量ｍの錘を前記個数ｎ個取り付けるステップを具備する回転体のアンバランス調整方法である。
Ｌ_A’＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（ｎ・ｍ・Ｒ）…（２）
これにより、請求項２の発明と同様な作用効果がある。

請求項７の発明は、請求項５、又は、６の発明において、前記回転体が、送風機のファンであることを特徴とする。

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。

本発明の一実施形態の説明図である。 本発明の一実施形態において、アンバランスを調整する説明図である。 図１におけるアンバランスの状態を説明する模式図である。 図３におけるアンバランスベクトルの合成を説明する説明図である。 （ａ）は、翼に挟みこむクリップ状のアンバランス調整用の錘を示す平面図であり、（ｂ）は、その正面図である。 本発明の別の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の別の一実施形態を示すフローチャートである。 バランシングマシンの表示部の一例を示す図である。 ２面式バランシングマシンマシン１１０の説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。

本発明の一実施形態において、ＨＶＡＣなどの空気調和装置の送風機（ファンアッセンブリ、ファンＡＳＳＹとも言う）を例示して説明するが、本発明の回転体はこれに限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態の説明図である。図２は、本発明の一実施形態において、アンバランスを調整する説明図である。
図１において、１は、送風機のファンである。ファン１は、シャフト２にＤ穴で固定されており、シャフト２は、本発明の回転体の回転軸を構成する。シャフト２は、駆動用モータを貫通して延びており、下部含浸軸受８、上部含浸軸受９で回転自在に支持されている。６は、アウターロータであって、シャフト２に固定されるとともに、マグネット７を有している。３は、センターピースであり、コイル５が設置されて、ステータを構成する。マグネット７を有するアウターロータ６とコイル５は、ファン１の駆動用モータ（回転駆動部の一部）を構成し、このモータはいわゆるアウターロータ型電動モータである。ファン１の駆動用モータとしては、これに限らずその他のタイプの電動モータを適用しても良い。

センターピース３の下部は、ゴムマウント４と止めネジ１０からなる固定手段でケース１３に固定されている。ケース１３には、駆動用モータを支持するために、凹部が構成されており、この部分にマウント支持面が設けられている。回転駆動部には、駆動用モータ、センターピース３、下部含浸軸受８、及び、上部含浸軸受９が含まれる。図１においては、１セットのゴムマウント４と止めネジ１０しか図示されていないが、等角度に他の２セットが配置されている。固定手段は、３セットに限らず、適宜数であっても良い。ここでは、ゴムマウント４と止めネジ１０が用いられているが、これに限らずその他の固定手段であっても良いが、ファン１と駆動用モータ全体が、ケース１３に弾性部を介して支持されていることが望ましい。この場合には、ファン１と駆動用モータ全体が、回動中心１５を中心にして、揺動できる構成となる。

回転駆動部は、マウント支持部のマウント支持面における穴に嵌合した防振用弾性体（ゴムマウント４）を介して、マウント支持部に固定しており、マウント支持面上又はマウント支持面から所定値εだけ離れた、回転軸２（シャフト２）上の位置に、回転体装置の回動中心１５が存在するようにすると良い。回動中心１５の位置は、実験的に決定することができる。所定値εは、マウント支持面から、図１における上方、又は、下方に設定されることがある。特に、下方に設定すると、正確な回動中心を表すことが多い。このときの所定値εは、実験的に求めればよい。

本発明の一実施形態の空気調和装置の送風機の作動は、次のようなものである。
外部電源より通電されたコイル５に磁束変化が生じ、アウターロータ６に固定されたマグネット７を引き寄せる力が発生する。アウターロータ６は、シャフト２に固定されており、シャフト２は、センターピース３に含浸軸受８、含浸軸受９を介して支持されているため、マグネット７を引き寄せる力を受けてシャフト２の中心軸周りに回転運動する。また、ファン１も同様にシャフト２に固定されており、シャフト２、アウターロータ３と一体に回転運動するため、ファン１の翼部が空気に運動量を与え、ファン１の外周部より風を送り出す。

センターピース３は、ケース１３にゴムマウント４を介してプレート１２と止めネジ１０により固定される。回転駆動部は、マウント支持部のマウント支持面における穴に嵌合した防振用弾性体（ゴムマウント４）を介して、マウント支持部に固定されている（ゴムマウント４は、マウント支持面に設置する場合、必ずしも穴に外周を嵌め込んで挿入する必要は無くその他周知の手段で係止しても良い。ゴムマウント４は、弾性体、又は、粘弾性体で形成されていて、センターピース３からケース１３に伝わる振動を減衰する。微小な磁石が埋め込まれた回転検出部１１はシャフト２と一体に回転し、電子回路１４上の素子に１回転あたりに所定の信号を発生させることで、電子回路１４に回転同期信号を送り、ファンの回転数を制御する。１６は、放熱部である。

次に、本発明の一実施形態のアンバランス調整の原理について、説明する。
図３は、図１におけるアンバランスの状態を説明する模式図である。図４は、アンバランスベクトルの合成を説明する説明図である。
アンバランス（不釣合い）とは、大きさと方向を持つベクトル量である（機械工学便覧、基礎編α２「機械力学」α２−１５５頁、第１７章回転機械の力学、釣合せ等参照）。
ファン１、シャフト２、アウターロータ３からなる回転体は、質量、形状のバラツキにより固有のアンバランス量を持つ。

このアンバランスは、重心にかかる静アンバランスと、重心周りのモーメント成分である偶アンバランスから成り立ち、ファンの任意の２断面（断面とは回転軸に垂直な平面）に発生する不釣合いベクトルＡ（回転軸２に垂直な第１検査面におけるアンバランス）と不釣合いベクトルＢ（回転軸２に垂直な第２検査面におけるアンバランス）の２つのベクトル量で表現できる（図３参照）。

ファン１、シャフト２、アウターロータ３からなる回転体は、センターピース３を介して粘弾性体であるゴムマウント４により支えられており、剛性の低いゴムマウント４がアンバランス量で発生する遠心力により変形するため、ゴムマウント４の支持面（マウント支持面）とシャフト２の軸が交わる点（回転中心１５）を中心として、シャフト２は傾く。そのため、シャフト２の傾きは、回転中心１５の周りのモーメント成分（ファン断面と回転中心の距離Ｌ×アンバランス質量×角速度の二乗）に比例すると考える。このモーメント成分は、不釣合いベクトルＡ（第１検査面におけるアンバランス）と不釣合いベクトルＢ（第２検査面におけるアンバランス）を用いて、以下の式で表現することができる。

Ｍｏ＝（Ｌ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂ）ω²…（３）

回転体重心の振幅はシャフト２の傾き角の振れ幅に比例し、（３）式のモーメント成分Ｍｏと比例すると考えられる。このように、回転体にかかる遠心力は（３）式のモーメント成分Ｍｏに比例すると考えられるので、遠心力を最小にするには（３）式における合成ベクトル（Ｌ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂ）が最小になれば良いことがわかる。このため、バランシングマシンで、第１検査面における不釣合いベクトルＡと、第２検査面における不釣合いベクトルＢを検出し、合成ベクトル（Ｌ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂ）を打ち消す方向のマイナスベクトル量−（Ｌ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂ）を、ファンにおける回転軸２に垂直な調整面に錘を取り付ければ、アンバランスを調整することができるのである。

このようにして、シャフト２の傾き角の振れとゴムマウント垂直方向に発生する荷重変動を無くすことができ、振動の伝播を低減することができる。更に、この方法ではファンの幾何学的な形状から一意に錘のバランス量を決定できるため、アンバランス調整式の確立が簡便にできる。

すなわち、回転体の回転軸上において、不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心１５から距離Ｌ１にある、第１検査面における不釣合いベクトルをＡとし、回動中心１５から距離Ｌ２にある第２検査面における不釣合いベクトルをＢとし、不釣合いベクトルＡと距離Ｌ１の積と、不釣合いベクトルＢと距離Ｌ２の積との和として算出したベクトルを、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂとしたときに、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、後述する所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、回転体の回転軸上において回動中心１５から任意の距離Ｌ_Aにある、回転軸に垂直な調整面において、合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で回転体の回転軸から取付半径Ｒの位置に、次の（１）式で算出される質量Ｍの錘を取り付けた回転体装置は、アンバランスが調整されたものとなっている。
Ｍ＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）…（１）

合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限った点は、不釣合いベクトルが許容範囲以内である場合には、錘による不釣合い修正が不要であるためである。許容範囲の閾値としての所定値Ｇ_Aは、製品の仕様に応じて経験的に定めればよい。

アンバランス調整用の錘に、例えば、図５のような翼に挟みこむクリップ状のものを用いるが、その形状、質量は一定規格であり、多数準備したものから選択し、合成ベクトル（Ｌ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂ）を打ち消す方向に取り付ける。このとき、ファンにおける回転軸２に垂直な任意の断面上（調整面）で相殺する錘の量を設定しようとした場合、錘の質量ｍは規格値であり、必要な錘の質量は個数の多寡にしか調整できないため、本来アンバランス調整のために必要な錘の質量に対して誤差が生じてしまう。このような場合における別の実施形態の概要は、次のようなものである。

すなわち、不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心１５から距離Ｌ１にある第１検査面における不釣合いベクトルをＡとし、回動中心１５から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルをＢとし、不釣合いベクトルＡと距離Ｌ１の積と、不釣合いベクトルＢと距離Ｌ２の積との和として算出したベクトルを、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂとし、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、回転体の回転軸上において回動中心１５から距離Ｌ_Aにある回転軸に垂直な調整面において、合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で回転軸から取付半径Ｒの位置に、単位質量ｍの錘をｎ個取り付けたとき、距離Ｌ_Aを、次の（２）式で算出される距離Ｌ_Aに定めることにより、回転体装置においてアンバランスを調整することができる。
Ｌ_A＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（ｎ・ｍ・Ｒ）…（２）

このように、調整面高さＬ_Aを、錘の質量ｍ×個数ｎに対して適正な値に調整することで、相殺するバランス量を正確に設定することができる。錘の質量ｍ×個数ｎは、整数倍に不連続的に変化する値であるので、アンバランスを調整する上で適切な値でない場合であっても、調整面高さＬ_Aが上記（２）式で求められる位置に、錘の質量ｍ×個数ｎを取り付けることで、アンバランスを調整することができるのである。

以上説明したように、これらの実施形態によれば、上面バランスによるゴムマウント支持面中心周りのモーメントと、下面バランスによるゴムマウント支持面中心周りのモーメントの合成ベクトルをもとに相殺するバランス量を算出して、取り付ける錘の重さと位置を決定することができる。これにより、バランス量の修正式の確立手順を簡略化できることと、上面と下面の間にバランス調整用錘を計算式で求めた角度と高さに設置することで、相殺するバランス量を正確に設定することができる。

次に、フローチャートを用いて、本発明の別の一実施形態を説明する。図６、図７は、それぞれ、本発明の別の一実施形態を示すフローチャートである。
図６の本発明の別の一実施形態から、説明する。まず、ステップＳ１０１において、バランシングマシンで計測する第１検査面の高さＬ１、第２検査面高さＬ２を、ファン形状、錘の取付に適切な位置等を考慮して設定する。ステップＳ１０２において、回動中心１５から任意の距離Ｌ_Aにある回転軸に垂直な調整面を決定する。通常、Ｌ１＜Ｌ_A＜Ｌ２に設定すると良い。Ｌ_Aの一例としては、（Ｌ１＋Ｌ２）／２とする。

ステップＳ１０３において、ファンアッセンブリをバランシングマシンに取り付けて、ステップＳ１０４において、図８のように、不釣合いベクトルＡ、Ｂを計測する。ステップＳ１０５において、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きいか否かを判別して、ＮＯならば、不釣合いを修正する必要が無いので、ステップ１０８に行き、ＥＮＤとなる。ＹＥＳならば、ステップＳ１０６において、上記（１）式で算出される錘Ｍを選定する。ステップＳ１０７で、ステップ１０２で選定した距離Ｌ_Aにある回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から取付半径Ｒの位置に、質量Ｍの錘を取り付けて、ステップ１０８に行き、ＥＮＤとなる。

図７の本発明の別の一実施形態を説明する。ステップ２０１から２０５までは、図６のステップ１０１から１０５と同じである。
図６と同様に、ステップＳ２０５において、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きいか否かを判別して、ＮＯならば、不釣合いを修正する必要が無いので、ステップ１０８に行き、ＥＮＤとなる。
ＹＥＳならば、ステップＳ２０６において、回転体の回転軸上において回動中心１５から任意の距離Ｌ_A、及び、回転軸からの錘の取付半径Ｒを定めて、単位質量ｍのｎ倍の値が、合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）に最も近くなるように個数ｎ個を選定し、ステップ２０７で個数ｎ個を決定する。ステップ２０８で、上記（２）式により、Ｌ_A’＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（ｎ・ｍ・Ｒ）を算出する。ステップＳ２０９で、ステップ２０８で選定した距離Ｌ_A’にある回転軸に垂直な調整面において、合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から前記錘の取付半径Ｒの位置に、単位質量ｍの錘を前記個数ｎ個取り付け、ステップ２１０に行き、ＥＮＤとなる。

本発明は、例示を目的として選択された特定の実施態様を参照して記述されているが、当業者にとっては本発明の基礎概念とその開示範囲から逸脱せずに、数多くのモディフィケーションが為しうることが明らかであろう。

１ ファン
１ａ 錘の取付箇所
２ シャフト
３ センターピース
４ ゴムマウント
５ コイル
６ アウターロータ
７ マグネット
８ 下部含浸軸受
９ 上部含浸軸受
１０ 止めネジ
１１ 回転検出部
１２ プレート
１３ ケース
１４ 電子回路
１５ 回転中心

Claims (7)

1. 回転体と該回転体を回転させる回転駆動部からなる回転体装置であって、
   前記回転体の回転軸（２）は、前記回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、
   前記回転駆動部は、マウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置において、
   前記回転体の回転軸上において、不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルをＡとし、
   前記回転体の回転軸上において、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルをＢとし、
   前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和として算出したベクトルを、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂとしたときに、
   前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から任意の距離Ｌ_Aにある、前記回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から錘の取付半径Ｒの位置に、次の（１）式で算出される質量Ｍの錘を取り付けてアンバランスを調整した回転体装置。
   Ｍ＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）…（１）
2. 回転体と該回転体を回転させる回転駆動部からなる回転体装置であって、
   前記回転体の回転軸（２）は、前記回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、
   前記回転駆動部は、マウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置において、
   前記回転体の回転軸上において、不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルをＡとし、
   前記回転体の回転軸上において、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルをＢとし、
   前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和として算出したベクトルを、合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂとし、
   前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から距離Ｌ_Aにある、前記回転体の回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から錘の取付半径Ｒの位置に、単位質量ｍの錘をｎ個取り付けたとき、
   前記距離Ｌ_Aを、次の（２）式で算出される距離Ｌ_Aに定めることにより、アンバランスを調整した回転体装置。
   Ｌ_A＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（ｎ・ｍ・Ｒ）…（２）
3. 前記回転駆動部は、前記マウント支持部のマウント支持面における穴に嵌合した前記防振用弾性体を介して、前記マウント支持部に固定されており、前記マウント支持面上又は前記マウント支持面から所定値（ε）離れた、前記回転軸（２）上の位置に、前記回転体装置の回動中心（１５）が存在することを特徴とする請求項１、又は、２項に記載の回転体装置。
4. 前記回転体が、送風機のファンであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転体装置。
5. 回転体の回転軸（２）が回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、前記回転駆動部がマウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置を、バランシングマシンに取り付けて、前記回転体の回転軸上において不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルＡと、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルＢを計測するステップと、
   前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和を算出して合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂを算出するステップと、
   前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から任意の距離Ｌ_Aにある、前記回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記回転体の回転軸から錘の取付半径Ｒの位置に、次の（１）式で算出される質量Ｍの錘を取り付けてアンバランスを調整するステップを具備する回転体のアンバランス調整方法。
   Ｍ＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）・・・（１）
6. 回転体の回転軸（２）が回転駆動部に片持ち支持されて同軸に連結され、前記回転駆動部がマウント支持部に防振用弾性体を介して固定された回転体装置を、バランシングマシンに取り付けて、前記回転体の回転軸上において不釣合い遠心力による回転体装置の回動中心（１５）から距離Ｌ１にある、前記回転軸に垂直な第１検査面における不釣合いベクトルＡと、前記回動中心（１５）から距離Ｌ２にある、前記回転軸に垂直な第２検査面における不釣合いベクトルＢを計測する計測ステップと、
   前記不釣合いベクトルＡと前記距離Ｌ１の積と、前記不釣合いベクトルＢと前記距離Ｌ２の積との和を算出して合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂを算出するステップと、
   前記合成ベクトルＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値が、所定値Ｇ_Aより大きい場合に限って、前記回転体の回転軸上において前記回動中心（１５）から任意の距離Ｌ_A、及び、前記回転体の回転軸からの錘の取付半径Ｒを定めて、単位質量ｍのｎ倍の値が、合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（Ｌ_A・Ｒ）に最も近くなるように個数ｎ個を選定するステップと、
   前記計測ステップにより計測された不釣合いベクトルＡ、Ｂに基づいて、次の（２）式で算出される前記回動中心（１５）から距離Ｌ_A’にある、前記回転軸に垂直な調整面において、前記合成ベクトル方向から１８０°方向の角度位置で前記錘の取付半径Ｒの位置に、単位質量ｍの錘を前記個数ｎ個取り付けるステップを具備する回転体のアンバランス調整方法。
   Ｌ_A’＝合成ベクトルであるＬ１・Ａ＋Ｌ２・Ｂの絶対値／（ｎ・ｍ・Ｒ）…（２）
7. 前記回転体が、送風機のファンであることを特徴とする請求項５、又は、６項に記載の回転体のアンバランス調整方法。

Images