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WO2020032061A1 - 回転体のバランス調整方法、バランス調整用組成物 - Google Patents

回転体のバランス調整方法、バランス調整用組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2020032061A1
WO2020032061A1 PCT/JP2019/030985 JP2019030985W WO2020032061A1 WO 2020032061 A1 WO2020032061 A1 WO 2020032061A1 JP 2019030985 W JP2019030985 W JP 2019030985W WO 2020032061 A1 WO2020032061 A1 WO 2020032061A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
adhesive
balance
rotating body
adhesive component
composition
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/030985
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光恵 吉田
諒 前田
Original Assignee
日本電産株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
Publication of WO2020032061A1 publication Critical patent/WO2020032061A1/ja

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/28Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/32Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/16Centering rotors within the stator; Balancing rotors

Definitions

  • the present invention relates to a method for adjusting the balance of a rotating body and a composition for balance adjustment.
  • a low-viscosity balance adjusting composition facilitates automation of the application process using a dispenser or the like.
  • the low-viscosity balance adjusting composition is easily scattered, it is necessary to cure the balance adjusting composition before performing the balance measurement of the rotating body. Therefore, it took time to adjust the balance.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a balance adjusting method and a balance adjusting composition that can perform balance adjustment in a short time.
  • a balance adjusting method for correcting rotational imbalance of a rotating body by applying a balance weight wherein a step of applying a balance adjusting composition to a balance weight applying position of the rotating body. Forming a temporary curing balance weight by partially curing the applied balance adjusting composition, and measuring a rotational unbalance of the rotating body having the temporary curing balance weight once.
  • a balance adjusting composition used for forming a balance weight for correcting a rotational imbalance of a rotating body, comprising metal particles and an adhesive, wherein the adhesive is And a first adhesive component, and a second adhesive component that cures in a shorter time than the first adhesive component.
  • a balance adjusting composition used for forming a balance weight for correcting a rotational imbalance of a rotating body, comprising metal particles and an adhesive, wherein the adhesive is A balance adjusting composition is provided, which is a two-component mixed type adhesive, wherein the main component of the adhesive has at least one of thermosetting and photocuring properties.
  • a balance adjusting method capable of adjusting the balance in a short time, and a composition for balance adjustment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a fan motor rotor according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the rotor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view of the fan motor.
  • FIG. 4 is a flowchart of the balance adjustment method according to the embodiment.
  • the vertical direction in which the center axis J shown in FIGS. 1 and 3 extends is referred to as the vertical direction.
  • One side of the central axis J in the axial direction is simply called “upper side”, and the other side in the axial direction is simply called “lower side”.
  • the vertical direction is a name used merely for description, and does not limit the actual positional relationship or direction.
  • the direction parallel to the central axis J is simply called “axial direction”
  • the radial direction about the central axis J is simply called “radial direction”
  • the circumferential direction about the central axis J is simply called “circumferential direction”. ".
  • FIG. 1 is a sectional view showing a rotor for a fan motor of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the rotor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view of the fan motor.
  • the balance adjustment method of the present embodiment is applied to, for example, balance adjustment of a rotor 6 (rotary body) provided in the fan motor 10 shown in FIG.
  • the fan motor 10 shown in FIG. 3 includes a cylindrical housing 2 that opens vertically, a base 3 located at a lower part of the housing 2, a shaft 4 rotatably supported by the base 3, and a base 3. It includes a fixed stator 5 and a rotor 6 fixed to the upper end of the shaft 4.
  • the shaft 4 has a central axis J extending along the vertical direction.
  • the rotor 6 is rotatable around the axis of the shaft 4.
  • the housing 2 has an intake port 2a opening upward and an exhaust port 2b opening downward.
  • the base portion 3 is located at the center of the exhaust port 2b when viewed from below in the axial direction.
  • the base portion 3 has a circular base plate 3a that expands in the radial direction at the exhaust port 2b, a cylindrical tube portion 3b that extends upward from the upper surface of the base plate 3a, and extends radially outward from the outer peripheral end of the base plate 3a.
  • a beam portion 3c connected to the inner wall surface of the housing 2.
  • Stator 5 includes a circuit board 12 fixed on the upper surface of base plate 3a, and a coil 13 mounted on the upper surface of circuit board 12.
  • the rotor 6 is located above the stator 5.
  • the rotor 6 includes a cup-shaped rotor body 14 opening downward, an annular back yoke 15 fixed to the inner surface of the rotor body 14, and an annular rotor magnet 16 fixed to the lower surface of the back yoke 15.
  • an impeller 17 composed of a plurality of blades 18 extending radially outward from the outer surface of the rotor body 14.
  • the rotor main body 14 has a rotor main body 14 having a disk-shaped lid 14a that spreads in a radial direction, and a cylindrical tubular part 14b that extends downward from an outer peripheral end of the lid 14a.
  • the rotor 6 is connected to the upper end of the shaft 4 at the center of the lid 14a.
  • the shaft 4 is supported by a cylindrical portion 3b of the base portion 3 via a cylindrical bearing 9.
  • the rotor 6 is rotatable around an axis around a central axis J.
  • the back yoke 15 and the rotor magnet 16 are located radially inside the cylindrical portion 14b of the rotor body 14.
  • the outer diameter of the back yoke 15 and the rotor magnet 16 is smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 14b.
  • An annular gap portion 19 extending in the circumferential direction exists between the outer peripheral surfaces of the back yoke 15 and the rotor magnet 16 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 14b.
  • the impeller 17 has five blades 18 arranged at equal intervals around the central axis J when viewed in the axial direction.
  • the impeller 17 and the rotor main body 14 are a single resin molded member.
  • the rotor 6 rotates around the axis together with the shaft 4 by supplying power to the coil 13, and the impeller 17 of the rotor 6 blows air from the intake port 2a to the exhaust port 2b.
  • the balance weight W is partially fixed to the gap 19 of the rotor 6.
  • the rotational imbalance of the rotor 6 is corrected by the balance weight W, and vibration and noise of the fan motor 10 are reduced.
  • the application position of the balance weight W is not limited to the gap 19.
  • the balance weight W may be provided on the upper surface of the rotor body 14 or the surface of the blade portion 18.
  • FIG. 4 is a flowchart of the balance adjustment method of the present embodiment.
  • the rotor 6 shown in FIGS. 1 to 3 will be described as an example of a rotating body to be balanced.
  • Examples of the rotating body to be balanced include a rotor for a motor other than the fan motor, a rolling roll, a rotating tool, and a shaft for various machines.
  • the balance adjustment method is a balance adjustment method that corrects the rotational imbalance of the rotating body by providing a balance weight.
  • a step of adjusting the unbalance of the rotating body a step of applying a balance adjusting composition to a balance weight applying position of the rotating body, and partially curing the applied balance adjusting composition to temporarily cure a balance weight.
  • the step of forming and the step of measuring the rotational unbalance of the rotating body having the temporary curing balance weight are performed at least once. Thereafter, the temporary curing balance weight of the rotating body whose rotational imbalance has been corrected is fully cured.
  • the balance adjusting method of the present embodiment includes steps S1 to S7 shown in FIG.
  • Step S1 is a step of measuring the rotational imbalance of the rotor 6.
  • Step S2 is a step of performing a balance adjustment calculation based on the measurement result of the rotational unbalance to determine a position where the balance weight W is applied to the rotor 6.
  • Steps S1 and S2 can be performed using a test device that measures the rotational imbalance of the rotating body. For example, a rotating mechanism that holds the rotor 6 and rotates it around the center axis J of the shaft 4, a measuring unit that measures the shift width of the center of gravity of the rotating rotor 6, and a balance weight W based on the measurement result by the measuring unit. And a calculation unit for calculating the application position of the dynamic balance.
  • Step S3 is a step of applying the composition for balance adjustment to the balance weight application position of the rotating body.
  • the composition for balance adjustment used in the step S3 is a composition for balance adjustment used for forming a balance weight for correcting the rotational imbalance of the rotating body, and includes metal particles and an adhesive. , A first adhesive component, and a second adhesive component that cures in a shorter time than the first adhesive component.
  • tungsten particles or tungsten carbide particles can be suitably used.
  • the material constituting the metal particles is not limited to tungsten, and various metals or alloys can be used.
  • a material constituting the metal particles a metal or an alloy having a specific gravity of 8 or more, preferably 10 or more is suitable.
  • nickel, molybdenum, tantalum, niobium, silver, lead, gold, platinum and alloys thereof can be used.
  • metal particles it is preferable to use metal particles having a particle size in a range of 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the composition for balance adjustment can be easily adjusted to a desired viscosity.
  • the minute weight can be easily adjusted in adjusting the rotational imbalance.
  • the adhesive includes a first adhesive component and a second adhesive component having different curing times.
  • any adhesive can be used as long as it can be partially cured to form a temporary curing balance weight and can be fully cured after balance adjustment.
  • the first adhesive component is a thermosetting adhesive component
  • the second adhesive component is a photocurable adhesive component.
  • the composition for balance adjustment containing the adhesive A can be partially cured by irradiating light such as ultraviolet rays for curing the second adhesive component. Therefore, after applying the composition for balance adjustment to the rotor 6, at least a part of the second adhesive component is cured by irradiating the applied composition for balance adjustment with light, and the temporarily cured balance weight is placed on the rotor 6. Can be formed. After the adjustment of the rotational imbalance of the rotor 6 is completed, the first adhesive component is cured by heating the temporary curing balance weight, and the balance weight W can be formed.
  • the adhesive A for example, WORLD ROCK 5200 series manufactured by Kyoritsu Chemical Co., Ltd. can be used.
  • an epoxy resin or an acrylic resin-based adhesive can be used.
  • the first adhesive component is a moisture-curable adhesive component
  • the second adhesive component is a light-curable adhesive component.
  • the composition for balance adjustment containing the adhesive B can be partially cured by irradiating light rays such as ultraviolet rays for curing the second adhesive component. Therefore, after application to the rotor 6, at least a portion of the second adhesive component is cured by irradiating the applied balance adjusting composition with light, and a temporary curing balance weight can be formed on the rotor 6. After the adjustment of the rotational unbalance of the rotor 6 is completed, the first adhesive component is cured by leaving the rotor 6 in the air, and the balance weight W can be formed.
  • the adhesive B for example, 3000, 3100 series manufactured by Three Bond, 5X649 manufactured by Chemitech, and the like can be used.
  • the adhesive C is a two-pack type adhesive, and is an adhesive whose main component has at least one of thermosetting and photocuring properties.
  • the main agent has thermosetting properties in the composition for balance adjustment including the adhesive C
  • the applied composition for balance adjustment may be partially cured by irradiating the applied composition for balance with light rays such as ultraviolet rays.
  • the main agent is partially cured, and a temporary curing balance weight can be formed on the rotor 6.
  • the adhesive C for example, a high-speed epo series manufactured by Konishi Corporation, a 2000 series manufactured by Three Bond Corporation, or the like can be used.
  • the viscosity of the adhesive used for the composition for balance adjustment is preferably from 9000 mPa ⁇ s to 120,000 mPa ⁇ s.
  • an adhesive having low viscosity and high fluidity can be used. This makes it easy to automate the step of applying the balance adjusting composition to the rotor 6 using the dispenser device.
  • the balance adjusting composition preferably has a specific gravity of 2 or more and 8 or less.
  • the composition for balance adjustment of the present embodiment has a small change in specific gravity before and after curing. Therefore, the specific gravity of the balance weight W obtained by curing the above-mentioned composition for balance adjustment is preferably in the range of 2 or more and 8 or less. If the specific gravity of the composition for balance adjustment is too large, the content of the metal particles will be high, so that the amount of the liquid component will be insufficient and application by a dispenser device will be difficult. On the other hand, if the specific gravity of the composition for balance adjustment is too small, the amount of application to the rotor 6 increases, so that the composition flows out of the application position when applied and the curing time becomes longer, resulting in reduced workability.
  • the composition for balance adjustment containing tungsten particles and the adhesive can be applied in a size of 1 mm or less.
  • the liquid was maintained and liquid could be discharged from the needle when the specific gravity was in the range of 8 or less, but when the specific gravity exceeded 8, it became a putty with low fluidity, It was impossible to discharge with a needle having a small hole diameter. It should be noted that even a putty-like composition for balance adjustment can be discharged as long as the needle has a large hole diameter, but it is not practical because the filling operation into a dispenser device becomes difficult.
  • the results of verification of the composition for balance adjustment using tungsten particles are shown, but when particles of metal having a specific gravity smaller than tungsten are used, it is difficult to increase the specific gravity of the composition for balance adjustment using metal. Since the content is further increased, the upper limit of the specific gravity that can be applied is lower than in the case of using tungsten. Therefore, the upper limit of the specific gravity in the composition for balance adjustment of the present embodiment is 8 or less when tungsten particles are used.
  • Step S4 is a step of partially curing the applied balance adjusting composition to form a temporary curing balance weight.
  • a temporary curing balance weight can be formed in a short time by irradiating the applied composition for balance adjustment with light, heating, or the like. That is, the rotor 6 can be brought into a state in which the rotational unbalance measurement can be performed in a short time.
  • the composition for balance adjustment may be cured to such an extent that the temporary curing balance weight does not scatter or move when measuring the rotational imbalance.
  • the degree of temporary curing can be adjusted by the degree of light irradiation or heating for curing the second adhesive component.
  • the degree of temporary curing may be adjusted according to the content of the second adhesive component in the adhesive.
  • Step S5 is a step of measuring the rotational imbalance of the rotor 6 having the temporary curing balance weight. Since the temporary hardening balance weight on the surface of the rotor 6 has at least the surface layer hardened in step S4, even if the rotor 6 is rotated by the measuring device, it does not scatter or move on the surface of the rotor 6. .
  • Step S6 is a step of determining completion of the rotational imbalance correction of the rotating body.
  • the process proceeds to step S7.
  • steps S2 to S5 are repeatedly performed until it is determined in step S6 that the correction is completed. That is, in the balance adjustment method of the present embodiment, the step of applying the composition for balance adjustment to form a temporary curing balance weight and measuring the rotational unbalance is performed at least once, thereby reducing the rotational unbalance of the rotor 6. adjust.
  • Step S7 is a step of fully curing the temporary curing balance weight of the rotor 6 whose rotational imbalance has been corrected.
  • the uncured first adhesive component or the main agent contained in the temporary curing balance weight is cured by a method such as heating or leaving in the air according to the characteristics of the adhesives A to C. Thereby, the adhesive is sufficiently cured, and the balance weight W firmly adhered to the rotor 6 is formed.
  • step S4 since the adhesive component used for temporary curing and the adhesive component used for main curing are different, in step S4, a part of the second adhesive component is in an uncured state. Even if it remains, the balance weight W is firmly adhered to the rotor 6 by curing the first adhesive component in step S7.
  • the rotational unbalance is measured in a state where the balance adjusting composition is temporarily cured, so that the time from application of the balance adjusting composition to measurement of the rotational unbalance is reduced. be able to. Thereby, the time required for the balance adjustment of the rotor 6 can be reduced, and the work can be made more efficient. In particular, when the application of the composition for balance adjustment and the measurement of rotational unbalance are repeatedly performed, a large time-saving effect can be obtained.

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Abstract

バランスウェイトの付与により回転体の回転アンバランスを修正するバランス調整方法であって、回転体のバランスウェイト付与位置にバランス調整用組成物を塗布する工程と、塗布されたバランス調整用組成物を部分的に硬化させて仮硬化バランスウェイトを形成する工程と、仮硬化バランスウェイトを有する回転体の回転アンバランスを測定する工程とを1回以上実行することにより、回転体の回転アンバランスを修正する工程と、回転アンバランスが修正された回転体の仮硬化バランスウェイトを本硬化させる工程と、を有する、回転体のバランス調整方法。

Description

回転体のバランス調整方法、バランス調整用組成物
本発明は、回転体のバランス調整方法、バランス調整用組成物に関する。
従来、送風ファンのインペラなどのバランス調整方法として、インペラ等にタングステン粉末と接着剤とを混合した組成物を塗布し、硬化させる方法が知られる。特許文献1,2では、低粘度の組成物を用いることによりバランス調整の自動化を図っていた。
日本国公開公報:特開2004-036675号公報 日本国公開公報:特開2005-121166号公報
低粘度のバランス調整用組成物を用いることでディスペンサ等による塗布工程の自動化が容易になる。しかし、低粘度のバランス調整用組成物は飛散しやすいため、回転体のバランス測定を実施する前に、バランス調整用組成物を硬化させる必要があった。そのため、バランス調整に時間が掛かっていた。 
本発明の一態様は、短時間でバランス調整を行えるバランス調整方法、およびバランス調整用組成物を提供することを目的の一つとする。
本発明の第1の態様によれば、バランスウェイトの付与により回転体の回転アンバランスを修正するバランス調整方法であって、前記回転体のバランスウェイト付与位置にバランス調整用組成物を塗布する工程と、塗布された前記バランス調整用組成物を部分的に硬化させて仮硬化バランスウェイトを形成する工程と、前記仮硬化バランスウェイトを有する前記回転体の回転アンバランスを測定する工程とを1回以上実行することにより、前記回転体の回転アンバランスを修正する工程と、回転アンバランスが修正された前記回転体の前記仮硬化バランスウェイトを本硬化させる工程と、を有する、回転体のバランス調整方法が提供される。 
本発明の第2の態様によれば、回転体の回転アンバランスを修正するバランスウェイトの形成に用いられるバランス調整用組成物であって、金属粒子と、接着剤とを含み、前記接着剤は、第1接着成分と、前記第1接着成分よりも短時間で硬化する第2接着成分とを含む、バランス調整用組成物が提供される。 
本発明の第3の態様によれば、回転体の回転アンバランスを修正するバランスウェイトの形成に用いられるバランス調整用組成物であって、金属粒子と、接着剤とを含み、前記接着剤は、二液混合型の接着剤であり、前記接着剤の主剤は、熱硬化性と光硬化性のうち少なくとも一方を有する、バランス調整用組成物が提供される。
本発明の態様によれば、短時間でバランス調整を行えるバランス調整方法、およびバランス調整用組成物が提供される。
図1は、実施形態のファンモータ用のロータを示す断面図である。 図2は、図1に示すロータの平面図である。 図3は、ファンモータの断面図である。 図4は、実施形態のバランス調整方法のフローチャートである。
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。 以下の説明において、図1および図3に示す中心軸Jの延びる鉛直方向を上下方向とする。中心軸Jの軸方向一方側を単に「上側」と呼び、軸方向他方側を単に「下側」と呼ぶ。なお、上下方向は、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、中心軸Jに平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Jを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Jを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。 
(ファンモータ) 図1は、本実施形態のファンモータ用のロータを示す断面図である。図2は、図1に示すロータの平面図である。図3は、ファンモータの断面図である。 
本実施形態のバランス調整方法は、例えば、図3に示すファンモータ10に備えられるロータ6(回転体)のバランス調整に適用される。 図3に示すファンモータ10は、上下に開口する筒状のハウジング2と、ハウジング2の下部に位置するベース部3と、ベース部3に回転可能に支持されるシャフト4と、ベース部3に固定されるステータ5と、シャフト4の上端に固定されるロータ6と、を備える。シャフト4は、上下方向に沿って延びる中心軸Jを有する。ロータ6は、シャフト4の軸周りに回転可能である。 
ハウジング2は、上側に開口する吸気口2aと、下側に開口する排気口2bとを有する。ベース部3は、下側から軸方向に見て、排気口2bの中央部に位置する。ベース部3は、排気口2bにおいて径方向に広がる円形のベース板3aと、ベース板3aの上面から上側へ延びる円筒状の筒部3bと、ベース板3aの外周端から径方向外側へ延び、ハウジング2の内壁面に接続する梁部3cと、を有する。 
ステータ5は、ベース板3aの上面に固定される回路基板12と、回路基板12の上面に実装されるコイル13とを含む。 ロータ6は、ステータ5の上側に位置する。ロータ6は、下側に開口するカップ状のロータ本体14と、ロータ本体14の内側面に固定される円環状のバックヨーク15と、バックヨーク15の下面に固定される円環状のロータマグネット16と、ロータ本体14の外面から径方向外側へ延びる複数の羽根部18からなるインペラ17と、を有する。 
ロータ本体14は、径方向に広がる円板状の蓋部14aと、蓋部14aの外周端から下側へ延びる円筒状の筒状部14bとを有するロータ本体14を有する。ロータ6は、蓋部14aの中央部においてシャフト4の上端に連結される。シャフト4は、円筒状のベアリング9を介して、ベース部3の筒部3bに支持される。ロータ6は、中心軸Jを中心とする軸周りに回転可能である。 
バックヨーク15およびロータマグネット16は、ロータ本体14の筒状部14bの径方向内側に位置する。バックヨーク15およびロータマグネット16の外径は、筒状部14bの内径よりも小さい。バックヨーク15およびロータマグネット16の外周面と、筒状部14bの内周面との間には、周方向に延びる円環状の隙間部19が存在する。 
インペラ17は、図2に示すように、軸方向に見て、中心軸J周りに等間隔に配置される5枚の羽根部18を有する。本実施形態では、インペラ17とロータ本体14は単一の樹脂成形部材である。 ファンモータ10は、コイル13への給電により、ロータ6がシャフト4とともに軸周りに回転し、ロータ6のインペラ17により、吸気口2aから排気口2bへ空気を送風する。 
ファンモータ10では、図1および図3に示すように、例えば、ロータ6の隙間部19に、部分的にバランスウェイトWが固着される。バランスウェイトWによりロータ6の回転アンバランスが修正され、ファンモータ10の振動および騒音が低減される。バランスウェイトWの付与位置は、隙間部19に限定されない。例えば、ロータ本体14の上面または羽根部18の表面にバランスウェイトWを付与してもよい。 
(バランス調整方法) 図4は、本実施形態のバランス調整方法のフローチャートである。本実施形態では、バランス調整対象の回転体として、図1から図3に示したロータ6を例に挙げて説明する。バランス調整対象の回転体としては、ファンモータ以外のモータ用のロータ、圧延ロール、回転工具、各種機械用のシャフトなどが例示される。 
本実施形態のバランス調整方法は、バランスウェイトの付与により回転体の回転アンバランスを修正するバランス調整方法である。回転体のアンバランスを調整する工程として、回転体のバランスウェイト付与位置にバランス調整用組成物を塗布する工程と、塗布されたバランス調整用組成物を部分的に硬化させて仮硬化バランスウェイトを形成する工程と、仮硬化バランスウェイトを有する回転体の回転アンバランスを測定する工程とを1回以上実行する。その後、回転アンバランスが修正された回転体の仮硬化バランスウェイトを本硬化させる。 
具体的に、本実施形態のバランス調整方法は、図4に示す工程S1~S7を有する。 工程S1は、ロータ6の回転アンバランスを測定する工程である。工程S2は、回転アンバランスの測定結果に基づくバランス調整演算を行い、ロータ6に対するバランスウェイトWの付与位置を決定する工程である。 工程S1と工程S2は、回転体の回転アンバランスを測定する試験装置を用いて実施できる。例えば、ロータ6を保持してシャフト4の中心軸J周りに回転させる回転機構と、回転中のロータ6の重心のずれ幅を測定する測定部と、測定部による測定結果に基づいてバランスウェイトWの付与位置を算出する演算部と、を備える動的釣り合い試験装置を用いることができる。
工程S3は、回転体のバランスウェイト付与位置にバランス調整用組成物を塗布する工程である。 工程S3において用いられるバランス調整用組成物は、回転体の回転アンバランスを修正するバランスウェイトの形成に用いられるバランス調整用組成物であって、金属粒子と、接着剤とを含み、接着剤は、第1接着成分と、第1接着成分よりも短時間で硬化する第2接着成分とを含む、バランス調整用組成物である。 
金属粒子としては、タングステン粒子または炭化タングステン粒子が好適に使用可能である。金属粒子を構成する材料はタングステンに限定されず、種々の金属または合金を使用可能である。金属粒子を構成する材料としては、比重が8以上、望ましくは10以上の金属または合金が好適である。金属粒子の構成材料としては、例えば、ニッケル、モリブデン、タンタル、ニオブ、銀、鉛、金、白金およびそれらの合金を用いることができる。 
金属粒子としては、粒径が5μm以上20μm以下の範囲にある金属粒子を用いることが好ましい。上記粒径の金属粒子を用いることで、バランス調整用組成物を所望の粘度に調整しやすくなる。また、回転アンバランスの調整において微小重量の調整がしやすくなる。 
接着剤は、硬化時間が異なる第1接着成分と第2接着成分とを含む。この構成により、バランス調整用組成物をロータ6に塗布した後、硬化時間が短い第2接着成分のみを硬化させ、バランス調整用組成物を仮硬化させた仮硬化バランスウェイトを形成できる。さらに、ロータ6のバランス調整後に、第1接着成分を硬化させることにより仮硬化バランスウェイトを本硬化させてバランスウェイトWを形成できる。 
より具体的には、バランス調整用組成物を構成する接着剤として、以下の接着剤A~接着剤Cの3種類を例示できる。バランス調整用組成物を構成する接着剤としては、部分的に硬化させて仮硬化バランスウェイトが形成可能であり、バランス調整後に本硬化させることが可能な接着剤であれば使用可能である。 
(接着剤A) 接着剤Aにおいて、第1接着成分は熱硬化型の接着成分であり、第2接着成分は光硬化型の接着成分である。接着剤Aを含むバランス調整用組成物は、第2接着成分を硬化させる紫外線などの光線を照射することで、部分的に硬化させることができる。したがって、バランス調整用組成物をロータ6に塗布した後、塗布されたバランス調整用組成物に光を照射することで第2接着成分の少なくとも一部を硬化させ、ロータ6上に仮硬化バランスウェイトを形成できる。ロータ6の回転アンバランスの調整が完了した後、仮硬化バランスウェイトを加熱することで、第1接着成分を硬化させ、バランスウェイトWを形成できる。接着剤Aとしては、例えば、協立化学社製WORLD ROCK 5200シリーズなどを用いることができる。接着剤Aとしては、エポキシ樹脂またはアクリル樹脂ベースの接着剤を用いることができる。 
 (接着剤B)  接着剤Bにおいて、第1接着成分は湿気硬化型の接着成分であり、第2接着成分は光硬化型の接着成分である。接着剤Bを含むバランス調整用組成物は、第2接着成分を硬化させる紫外線などの光線を照射することで、部分的に硬化させることができる。したがって、ロータ6に塗布した後、塗布されたバランス調整用組成物に光を照射することで第2接着成分の少なくとも一部を硬化させ、ロータ6上に仮硬化バランスウェイトを形成できる。ロータ6の回転アンバランスの調整が完了した後は、ロータ6を大気中で放置することにより、第1接着成分を硬化させ、バランスウェイトWを形成できる。接着剤Bとしては、例えば、スリーボンド社製3000、3100シリーズ、ケミテック社製5X649などを用いることができる。 
 (接着剤C) 接着剤Cは、二液混合型の接着剤であって、主剤が熱硬化性と光硬化性のうち少なくとも一方を有する接着剤である。接着剤Cを含むバランス調整用組成物において、主剤が熱硬化性を有する場合、ロータ6に塗布した後、塗布されたバランス調整用組成物を加熱することにより、主剤を部分的に硬化させることができる。あるいは、主剤が光硬化性を有する場合、バランス調整用組成物をロータ6に塗布した後、塗布されたバランス調整用組成物に紫外線などの光線を照射することで、部分的に硬化させることができる。 塗布されたバランス調整用組成物への加熱または光照射により、主剤を部分的に硬化させ、ロータ6上に仮硬化バランスウェイトを形成できる。ロータ6の回転アンバランスの調整が完了した後、ロータ6を放置すると、硬化剤の効果により接着剤Cの全体が硬化し、バランスウェイトWが形成される。接着剤Cとしては、例えば、コニシ社製ハイスピードエポシリーズ、スリーボンド社製2000シリーズなどを用いることができる。 
本実施形態において、バランス調整用組成物に用いられる接着剤の粘度は、9000mPa・s以上120,000mPa・s以下であることが好ましい。本実施形態では、バランス調整用組成物は塗布後速やかに仮硬化されるため、低粘度で流動性の高い接着剤を用いることができる。これにより、バランス調整用組成物をロータ6に塗布する工程を、ディスペンサ装置を用いて自動化することも容易である。 
バランス調整用組成物は、比重が2以上8以下の範囲であることが好ましい。本実施形態のバランス調整用組成物は、硬化前後で比重の変化が小さい。したがって、上記バランス調整用組成物を硬化させて得られるバランスウェイトWの比重も2以上8以下の範囲であることが好ましい。バランス調整用組成物の比重が大きすぎると、金属粒子の含有率が高くなるため、液体成分の量が不足してディスペンサ装置による塗布が困難になる。一方、バランス調整用組成物の比重が小さすぎると、ロータ6への塗布量が多くなるために、塗布したときに塗布位置から流れ出たり、硬化時間が長くなり、作業性が低下する。 
バランス調整用組成物の比重を8以下とすることで、タングステン粒子と接着剤とを含むバランス調整用組成物において、φ1mm以下のサイズでの塗布が可能であることを確認した。タングステン粒子を用いたバランス調整用組成物の場合、比重が8以下の範囲では液状を維持しておりニードルから吐出可能であったが、比重が8を超えると流動性の低いパテ状になり、孔径の小さいニードルでは吐出できなくなった。なお、パテ状のバランス調整用組成物であっても、孔径の大きいニードルであれば吐出可能であるが、ディスペンサ装置への充填作業が困難になるため、実用的ではない。 
上記ではタングステン粒子を用いたバランス調整用組成物について検証した結果を示したが、タングステンよりも比重が小さい金属の粒子を用いた場合には、バランス調整用組成物の比重を大きくしようとすると金属含有量がさらに多くなるため、塗布可能な比重の上限値はタングステンを用いる場合よりも低くなる。したがって本実施形態のバランス調整用組成物における比重の上限は、タングステン粒子を用いた場合の8以下である。 
工程S4は、塗布されたバランス調整用組成物を部分的に硬化させて仮硬化バランスウェイトを形成する工程である。本実施形態のバランス調整用組成物を用いることで、塗布されたバランス調整用組成物に対する光照射、加熱などによって、短時間で仮硬化バランスウェイトを形成できる。すなわち、短時間でロータ6を回転アンバランス測定が可能な状態とすることができる。工程S4では、回転アンバランスの測定時に仮硬化バランスウェイトが飛散または移動しない程度に、バランス調整用組成物を硬化させればよい。仮硬化の程度は、第2接着成分を硬化させるための光照射または加熱の程度により調整できる。接着剤中の第2接着成分の含有量によって仮硬化の程度を調整してもよい。 
工程S5は、仮硬化バランスウェイトを有するロータ6の回転アンバランスを測定する工程である。ロータ6表面の仮硬化バランスウェイトは、工程S4において、少なくとも表層部分が硬化されているため、測定装置によりロータ6を回転させても、飛散したり、ロータ6表面で移動したりすることがない。 
工程S6は、回転体の回転アンバランス修正の完了を判定する工程である。工程S5における回転アンバランス測定の結果、ロータ6の回転アンバランス修正が完了していれば、工程S7に移行する。ロータ6の回転アンバランスの修正が不十分である場合、工程S2に戻り、工程S6において修正完了と判定されるまで、工程S2~工程S5が繰り返し実行される。すなわち本実施形態のバランス調整方法では、バランス調整用組成物を塗布して仮硬化バランスウェイトを形成し、回転アンバランスを測定する工程を1回以上実行することにより、ロータ6の回転アンバランスを調整する。 
工程S7は、回転アンバランスが修正されたロータ6の仮硬化バランスウェイトを本硬化させる工程である。本実施形態のバランス調整方法では、接着剤A~Cの特性に応じて、加熱、大気放置等の方法により、仮硬化バランスウェイトに含まれる未硬化の第1接着成分または主剤を硬化させる。これにより、接着剤が十分に硬化され、ロータ6に強固に接着されたバランスウェイトWが形成される。 
本実施形態の調整方法では、仮硬化に使用される接着剤成分と、本硬化に使用される接着剤成分とが異なるため、工程S4において、第2接着成分の一部が未硬化の状態で残っていたとしても、工程S7で第1接着成分が硬化されることにより、バランスウェイトWがロータ6に強固に接着される。 
本実施形態のバランス調整方法によれば、バランス調整用組成物を仮硬化させた状態で回転アンバランスの測定を行うので、バランス調整用組成物の塗布から回転アンバランス測定までの時間を短縮することができる。これにより、ロータ6のバランス調整に要する時間を短縮でき、作業を効率化できる。特に、バランス調整用組成物の塗布と回転アンバランス測定を繰り返し実行する場合に、大きな時間短縮効果が得られる。
6…ロータ(回転体)、A,B,C…接着剤、W…バランスウェイト

Claims (9)

  1. バランスウェイトの付与により回転体の回転アンバランスを修正するバランス調整方法であって、 前記回転体のバランスウェイト付与位置にバランス調整用組成物を塗布する工程と、塗布された前記バランス調整用組成物を部分的に硬化させて仮硬化バランスウェイトを形成する工程と、前記仮硬化バランスウェイトを有する前記回転体の回転アンバランスを測定する工程とを1回以上実行することにより、前記回転体の回転アンバランスを修正する工程と、 回転アンバランスが修正された前記回転体の前記仮硬化バランスウェイトを本硬化させる工程と、 を有する、回転体のバランス調整方法。
  2. 前記バランス調整用組成物は、金属粒子と、接着剤とを含み、 前記接着剤は、第1接着成分と、前記第1接着成分よりも短時間で硬化する第2接着成分とを含む、 請求項1に記載の回転体のバランス調整方法。
  3. 前記第1接着成分は熱硬化型の接着成分であり、前記第2接着成分は光硬化型の接着成分である、 請求項2に記載の回転体のバランス調整方法。
  4. 前記第1接着成分は湿気硬化型の接着成分であり、前記第2接着成分は光硬化型の接着成分である、 請求項2に記載の回転体のバランス調整方法。
  5. 前記バランス調整用組成物は、金属粒子と、接着剤とを含み、 前記接着剤は、二液混合型の接着剤であり、 前記接着剤の主剤は、熱硬化性と光硬化性のうち少なくとも一方を有する、 請求項1に記載の回転体のバランス調整方法。
  6. 回転体の回転アンバランスを修正するバランスウェイトの形成に用いられるバランス調整用組成物であって、 金属粒子と、接着剤とを含み、 前記接着剤は、第1接着成分と、前記第1接着成分よりも短時間で硬化する第2接着成分とを含む、 バランス調整用組成物。
  7. 前記第1接着成分は熱硬化型の接着成分であり、前記第2接着成分は光硬化型の接着成分である、 請求項6に記載のバランス調整用組成物。
  8. 前記第1接着成分は湿気硬化型の接着成分であり、前記第2接着成分は光硬化型の接着成分である、 請求項6に記載のバランス調整用組成物。
  9. 回転体の回転アンバランスを修正するバランスウェイトの形成に用いられるバランス調整用組成物であって、 金属粒子と、接着剤とを含み、 前記接着剤は、二液混合型の接着剤であり、 前記接着剤の主剤は、熱硬化性と光硬化性のうち少なくとも一方を有する、 バランス調整用組成物。
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