JP2001124653A - 回転体のアンバランス修正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、アンバランスを修正するまでに要する
加工回数が多かった。本発明は１回又は２回の加工で、
加速度の大きさを規格内におさめられるようにする。 【解決手段】 本発明では、加速度の大きさと位相を測
定する第１測定工程と、修正量及び修正方位マップから
修正量及び修正方位を読み出す工程と、回転体を加工し
てアンバランスを修正する第１加工工程と、加速度の大
きさと位相を再測定する第２測定工程と、修正量マップ
内の修正量と修正方位マップ内の修正方位を更新する工
程と、更新された修正量マップと修正方位マップから第
２測定工程で測定された加速度の大きさと位相を検索キ
ーとして修正量及び修正方位を読み出す工程と、更新さ
れたマップから読み出された修正量と修正方位に基づい
て回転体を再加工してアンバランス修正を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転体のアンバラン
ス修正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転体のアンバランス状態を測定し、測
定されたアンバランス量が規定値以上の場合に、回転体
に加えるべき修正量と修正方位を指示する技術が、特開
平６−２０１５０６号公報に記載されている。このアン
バランス測定方法では、回転体を所定速度で回転させな
がら、その回転体を回転可能に支持している支持体に生
じる加速度の大きさと、その回転体の基準線が所定方位
を向いたタイミングに対する加速度波形の位相を測定す
る。この技術では、回転体の回転数が所定回転数からず
れた状態で測定したときに合否判定を誤らないようにす
るために、合否判定の基準とする加速度の大きさを回転
数に対して予め記憶しておく。その上で、測定された加
速度の大きさと、合否判定の基準とする加速度の大きさ
を比較し、前者が後者以下であれば合格とし、以上であ
れば不合格とする。不合格の場合には、さらに、測定さ
れた加速度の大きさと位相に基づいて修正量と修正方位
を算出する。

【０００３】この技術は、加速度の大きさが近似的にア
ンバランス量に等しく１対１に対応しており、従って測
定された加速度の大きさから修正量が算出できるという
知見に立脚している。修正量が算出されると、その修正
量に応じた質量のバランスが回転体に固定されてアンバ
ランス量が修正される。この技術ではバランスを付加す
ることでアンバランス状態を修正するが、回転体の一部
を切削してアンバランス状態を修正することもできる。

【０００４】バランスを付加してアンバランスを修正す
る場合であれ、回転体の一部を切削してアンバランスを
修正する方法であれ、回転体のどこにバランスを付加す
るかあるいは、回転体のどこを切削するのかの情報が得
られなければアンバランス状態は修正できない。そこ
で、回転体に基準線を設けておき、その基準線が所定方
位を向いたタイミングに対する加速度波形の位相を測定
する。測定された位相に基づいて、バランスを付加ない
し切削する位置の基準線に対する方位が特定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した特開平６−２
０１５０６号公報に記載の技術は、測定された加速度の
大きさが近似的にアンバランス量に等しいことから、測
定された加速度の大きさからそのアンバランス状態を修
正するために必要な修正量を算出する。また、回転体の
基準線が所定方位を向いたタイミングに対する加速度波
形の位相を測定し、測定された位相に基づいて修正加工
する位置の方位を特定する。この手法は、数学的あるい
は物理的には理にかなっているものの、実際に採用して
みると、良好な結果をもたらさない。本発明者らが数多
くの実験をしてみた結果、測定された加速度の大きさに
対応するアンバランス量だけ修正してみてもアンバラン
スは解消せず、かえって、測定された加速度の大きさに
対応するアンバランス量から外れた量だけ修正するほう
が、アンバランス状態の解消に有効なことを見出した。

【０００６】図1の横軸は測定された加速度の大きさを
アンバランス量の単位（この場合ｍｇｃｍ）に換算した
ものを例示する。縦軸は修正量をアンバランス量の単位
で示している。図中のライン１は、従来の考え方による
ときの修正量を示し、アンバランス量の単位に換算され
た加速度の大きさと修正量が１対１で対応し、４５度の
傾きを持っている。従来は、測定された加速度の大きさ
とライン１に基づいて修正量を算出していることにな
る。これに対して、ライン２は同一種の多数の回転体に
対する修正実績から得られた修正量を示し、アンバラン
ス状態を修正するために必要とされた修正量が理論的に
計算される値よりも大きかった例を示している。回転体
の種類によっては、アンバランス状態を修正するために
必要とされた修正量が理論的に計算される値よりも小さ
い場合も存在する。

【０００７】本発明者らが、実際に必要とされた修正量
と数学的に算出される修正量とが一致しない原因を調べ
たところ、回転体が剛体ではなく、回転体が捩れる等の
現象が起き、その捩れの程度が修正加工の前後で相違す
るために、この不一致が生じることを確認した。即ち、
剛体であれば数学的に算出される量だけ修正加工すれば
アンバランスが解消するのに、実際には剛体でないため
に、剛体であればアンバランスが解消する量だけ修正加
工すると、その修正加工の影響が回転体に現れて、これ
が修正加工後の回転体に新たなアンバランス状態を生じ
させることが確認された。その結果、図１のライン２に
示すように、アンバランス状態を修正するのに実際に必
要とされた修正量が、測定された加速度の大きさから数
学的に算出される値からずれるのである。

【０００８】同じことが修正方位にも現れ、測定された
位相から数学的に算出される方位を修正加工してもアン
バランスは解消せず、数学的に算出される方位とは異な
る方位を修正加工しないとアンバランスが解消されない
ことが確認された。図２がそれを示し、ライン３が数学
的に算出される位相と修正方位の関係を示し、ライン４
が測定された位相とアンバランスを解消するのに実際に
必要とされた修正方位の関係を示している。

【０００９】以上の認識が得られたことから、今まで、
発明者らは、図１のライン２と図２のライン４を実験的
に求め、測定された加速度の大きさとライン２の関係か
ら修正量を求め、測定された位相と図２のライン４の関
係から修正方位を求め、求められた修正量と修正方位で
回転体を加工してアンバランスを解消している。実際に
は、図１のライン２の関係に従って、測定された加速度
の大きさに対して修正量をマップしておき、この修正量
マップから修正量を読み出す。あるいは図２のライン４
の関係に従って、測定された位相に対して修正方位をマ
ップしておき、この修正方位マップから修正方位を読み
出す。

【００１０】回転体が剛体でないことに着目し、アンバ
ランスを解消するに必要な修正量と修正方位は数学的に
算出されるものでないことを認識し、この認識に基づい
て、修正量マップと修正方位マップを作成し、これらの
マップを利用して修正量と修正方位を読み出す手法は、
本発明者らによって開発されたものであり、本出願人の
工場内でのみ実施されており、また、特許公報を調査し
ても発見されず、特許法でいう従来技術にあたらないと
考える。

【００１１】上記のマップ化技術は、数学的に算出され
た修正量と修正方位によって修正加工するのに比して良
好な修正結果をもたらすものの、許されるアンバランス
量が厳格になってくるとなおも問題を残している。

【００１２】この原因を種々に調べてみた結果、複雑な
要因が複合してアンバランスが修正されるのに起因し
て、図１のライン２と図２のライン４が時の経過ととも
に変動し、嘗ては正しかった関係が現時点では得られな
いことに起因していることが確認された。この結果、マ
ップ方式を利用しても、許されるアンバランス量が厳格
な場合、一度の修正加工でアンバランス状態を解消でき
る確率が悪くなり、アンバランス状態を修正するまでに
要する加工回数が多くなってしまう。また修正に要する
加工回数も不確定となり、最悪の場合に備えてサイクル
タイムを長く取らざるを得なかった。また一つのワーク
について加工できる位置ないし回数に上限数があり、そ
の上限回数まで加工を繰返してもまだアンバランス状態
を解消できない回転体が存在し、これらの回転体は不良
品となってしまう。

【００１３】本発明は１回又は２回の修正加工で、加速
度の大きさを規格値内におさめられるようにすることを
目的とする。そのために、本発明は、図１ないし図２に
例示した、測定された加速度の大きさから修正量を読み
出す修正量マップと、測定された位相から修正方位を読
み出す修正方位マップを適宜更新し、更新されたマップ
から読み出される修正量と修正方位で修正加工すること
によってアンバランス状態が効果的に修正されるように
するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段と作用と効果】本発明の一
つのアンバランス修正方法は、図３に模式的に示すよう
に、回転体を所定速度で回転させながら、その回転体を
回転可能に支持している支持体に生じる加速度の大きさ
と、その回転体の基準線が所定方位を向いたタイミング
に対する加速度波形の位相を測定する第１測定工程と、
加速度の大きさに対して修正量を予め記憶している修正
量マップから、測定された加速度の大きさを検索キーと
して修正量を読み出す工程と、位相に対して修正方位を
予め記憶している修正方位マップから、測定された位相
を検索キーとして修正方位を読み出す工程と、読み出さ
れた修正量と修正方位に基づいて回転体を加工する第１
加工工程と、第１加工された回転体を所定速度で回転さ
せながら、加速度の大きさと位相を再測定する第２測定
工程と、加工前後に測定された加速度の大きさと位相と
第１加工工程での修正量に基づいて前記修正量マップ内
の修正量を更新する工程と、加工前後に測定された加速
度の大きさと位相と第１加工工程での修正方位に基づい
て前記修正方位マップ内の修正方位を更新する工程と、
更新された修正量マップから、第２測定工程で測定され
た加速度の大きさを検索キーとして修正量を読み出す工
程と、更新された修正方位マップから、第２測定工程で
測定された位相を検索キーとして修正方位を読み出す工
程と、更新されたマップから読み出された修正量と修正
方位に基づいて回転体を再加工する第２加工工程とを有
する。

【００１５】この方法の技術内容を図４に例示される場
合を例にして説明する。まず、第１測定工程で、図４
（Ａ）に例示される加速度の大きさＡ０と位相Ｂ０が測
定される。この結果、回転体が基準線に対してどの方位
にどれだけアンバランスになっているかが測定される。

【００１６】次に、修正量マップから、測定されたアン
バランス量を解消するために必要な修正量が読み出され
る。このとき、前述したように、測定されたアンバラン
ス量から数学的に算出される修正量でなく、修正加工さ
れることによって回転体が受ける影響をも取り入れて、
修正加工後にアンバランス量が結果として解消する修正
量が読み出される。同様に、修正方位マップから修正方
位が読み出される。このときも、測定された位相から数
学的に算出される方位でなく、修正加工されることによ
って回転体が受ける影響をも取り入れて、修正加工後に
アンバランス状態が結果として解消する修正方位が読み
出される。図４（Ｂ）の場合、測定された加速度の大き
さＡ０をキーとしてライン５に例示される修正量マップ
が参照されてA１の修正量が読み出され、図４の（Ｃ）
では、測定された位相Ｂ０をキーとしてライン６に例示
される修正方位マップが参照されてＢ１の修正方位が読
み出された場合を例示している。

【００１７】次に、読み出された修正方位Ｂ１で読み出
された修正量Ａ１だけ修正加工される。

【００１８】修正加工後に、再度、加速度の大きさと位
相が測定される。図４の場合、図４（Ｅ）に例示される
ように、修正加工された回転体によって、Ａ３の大きさ
の加速度が測定され、Ｂ３の位相が測定された場合を示
している。

【００１９】図４の（Ｄ）と（Ｅ）は、回転体の回転中
心を原点Ｏにとり、回転体に設けられた基準線ＯＸを基
準にして、アンバランス量を長さであらわし、アンバラ
ンスの方位を角度であらわしたベクトル図を示す。
（Ｄ）の点Ｐ０は、第１回測定工程での測定結果を示
し、測定された加速度の大きさをアンバランス量の単位
に換算したものがＡ０であり、測定された位相を基準線
ＯＸに対する角度に換算したものがＢ０であることを示
している。

【００２０】回転体が剛体であれば、回転体の方位Ｂ０
でＡ０の量だけ修正すれば、回転体のアンバランスは解
消する。しかるに、回転体が剛体でなければ、回転体の
方位Ｂ０でＡ０の量だけ修正すると、修正加工した影響
が回転体に現れて、アンバランスは解消しない。そこ
で、実際にアンバランス状態が解消した結果に基づいて
マップが用意されている。図４（Ｂ）のライン５が測定
された加速度の大きさに対してアンバランス状態を解消
するに要した修正量の関係を示している。同様に、図４
（Ｃ）のライン６が測定された位相のアンバランスを解
消するのに要した修正方位の関係を示している。

【００２１】このことを図４の(Ｄ）を用いて説明する
と、最初に点Ｐ０にあったアンバランス状態が修正方位
Ｂ１で修正量Ａ１だけ修正加工されると、修正加工の結
果として回転体の剛性等が変化し、この変化に起因して
アンバランス状態が点Ｐ１から回転中心Ｏに移動するた
めに、アンバランス状態が解消されることを示してい
る。

【００２２】修正加工の結果現れるアンバランス状態の
移動が、点Ｐ１から回転中心Ｏに起こる場合、マップ方
式は極めて優れている。実際にマップを作成した直後
は、正しい修正量と修正方位を指示する。

【００２３】しかるに、時間の経過とともに、修正加工
によって生じるアンバランス状態の移動が変化してくる
ことがわかってきた。図４（Ｅ）は、回転体の剛性の変
化等に起因するアンバランス状態の変化がＰ１→Ｏであ
ったものがＰ１→Ｐ２に変化したことをを示している。
こう変化してしまったために、マップで指示される修正
量と修正方位で修正しても、図４（Ｄ）の変化が起こら
ず、図４（Ｅ）の変化が起きて、加工後もアンバランス
が解消しないことを示している。

【００２４】この発明では、最初の加工後に再度、加速
度の大きさと位相を測定する。図4（Ｅ）は、再測定の
結果、加速度の大きさがＡ３で位相がＢ３のアンバラン
ス状態が測定されたことを例示している。この再測定の
結果、修正加工に伴って生じるアンバランス状態の変化
が、マップ作成当時はＰ１→Ｏであったものが、Ｐ１→
Ｐ２に変化したことがわかる。すなわち、マップの記憶
内容がもはや妥当でなく、更新を要することがわかる。

【００２５】この発明ではそこでマップを更新する。更
新の計算方法には各種態様があるが、以下にその一例を
紹介する。図４（Ｅ）から理解できるように、点Ｐ０と
点Ｐ２を結ぶベクトルの長さＡ２が、修正量Ａ１によっ
て実現されたアンバランスの変化量であることがわか
る。即ち、図４（Ｂ）のグラフにおいて、測定されたア
ンバランス量ないし加速度の大きさがＡ２であるとき
に、修正量Ａ１だけ加工すれば、修正加工の結果アンバ
ランス状態がＰ１からＰ２に変化する影響が相乗して発
生するために、Ａ２のアンバランス量が解消することか
ら、用いるべき修正量マップはライン５でなく、ライン
７に基づいたものでなければならないことがわかる。

【００２６】同様に、Ｂ１の修正方位を修正することで
生じたアンバランス状態の移動方向がＢ２であったこと
から、測定された位相がＢ２であるときにＢ１の方位を
修正すべきことがわかる。用いるべき修正方位マップは
図４（Ｃ）のライン６でなく、ライン８に基づいたもの
でなければならないことがわかる。

【００２７】そこで、この発明では、２度目の測定の後
で、修正量マップをライン５に基づくものからライン７
に基づくものに更新し、修正方位マップをライン６に基
づくものからライン８に基づくものに更新する。

【００２８】そして、２度目に測定されたアンバランス
状態を解消するためには、更新されたマップを用いて修
正量と修正方位を読出し、読み出された修正方位を読み
出された修正量だけ修正加工する。以上によって、２回
目の加工時には、残ったアンバランス状態とそれを解消
するのに必要な修正量と修正方位の関係が正しく更新さ
れた状態で修正加工され、２度目の修正加工でアンバラ
ンス状態が確実に修正される。

【００２９】上記の方法の場合、第１加工工程におい
て、読み出された修正量を所定量増大して回転体を加工
することが好ましい。このようにすると、１度目の修正
方位に対して２度目の修正方位がほぼ１８０度変化する
ことになり、２度目の修正加工時に回転体に加工代が残
っていないという事態の発生を防ぐことができる。

【００３０】本発明の第２の修正方法は、図５に大略が
示されているように、回転体を所定速度で回転させなが
ら、その回転体を回転可能に支持している支持体に生じ
る加速度の大きさと、その回転体の基準線が所定方位を
向いたタイミングに対する加速度波形の位相を測定する
第１測定工程と、加速度の大きさに対して修正量を予め
記憶している修正量マップから、測定された加速度の大
きさを検索キーとして修正量を読み出す工程と、位相に
対して修正方位を予め記憶している修正方位マップか
ら、測定された位相を検索キーとして修正方位を読み出
す工程と、読み出された修正量と修正方位に基づいて回
転体を加工する加工工程と加工された回転体を所定速度
で回転させながら、加速度の大きさと位相を再測定する
第２測定工程とを有する回転体のアンバランス修正方法
において、過去に実施した複数個の回転体の加工前後に
測定された加速度の大きさと位相とそのときの修正量に
基づいて前記修正量マップ内の修正量を更新する工程
と、過去に実施した複数個の回転体の加工前後に測定さ
れた加速度の大きさと位相とそのときの修正方位に基づ
いて前記修正方位マップ内の修正方位を更新する工程と
を付加したことを特徴とする。

【００３１】この方法では、図４の（Ｂ）（Ｃ）で示し
たライン５から７への更新、ライン６から８への更新
が、過去に実施した複数のワークの修正結果に基づいて
実施されており、第１回目の修正加工において正しい関
係が利用され、１回の修正加工でアンバランス状態が解
消する確率が増大する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をターボチャージャ
アッシ１９のアンバランス修正方法に適用した実施の形
態を説明してする。最初に回転体であるターボチャージ
ャアッシ１９と修正部１２について説明する。図６は、
ターボチャージャアッシ１９をボディ２２とマウント２
４を介して振動架台２６に取付け、制御装置３２を用い
てアンバランス状態を測定して修正量と修正方位を解明
する処理を行なっている状態を略的に示している。

【００３３】ターボチャージャアッシ１９は、一端にタ
ービンホイール１８が形成されたシャフト１４にインペ
ラ１６がインペラナット１２によって固定されることで
形成されている。インペラ１６は、ターボチャージャア
ッシ１９の外側（図６の右側）に位置するインペラナッ
ト１２とシャフト１４に設けられた段差によってシャフ
ト１４に固定されている。インペラナット１２、シャフ
ト１４、インペラ１６、タービンホイール１８は同軸に
配置されている。ターボチャージャアッシ１９はベアリ
ング２０によってボディ２２に回転自在に支持されてい
る。ボディ２２にはハウジング２２ａが設けられてい
る。ハウジング２２ａには吸気口２２ｂ、排気口２２ｃ
が設けられている。圧縮空気が吸気口２２ｂから吸気さ
れて排気口２２ａから排気されることで、ターボチャー
ジャアッシ１９は高速で回転する。ターボチャージャア
ッシ１９が回転体となっている。

【００３４】インペラ１６の面１６ａの回転方向の１箇
所には、後述する位相検出用レーザ２９を反射する反射
テープが取り付けられている。その取り付けられる位置
は、投受光素子２８から投光された位相検出用レーザ２
９を反射させてその投受光素子２８に受光させることが
できる位置である。回転軸と反射テープを結ぶ線が回転
体１９の基準線である。

【００３５】ターボチャージャアッシ１９がボディ２２
に回転自在に支持されたターボチャージャ１０は、マウ
ント２４を介して振動架台２６に固定される。振動架台
２６には加速度ピックアップ３０が設置されている。

【００３６】前記加速度ピックアップ３０は制御装置３
２に接続されている。制御装置３２は、表示部３４、入
力・指示部３６、マップ更新部３８、マップ記憶部４０
から構成されている。入力・指示部３６には投受光素子
２８、加速度ピックアップ３０、修正加工装置４２が接
続されており、位相検出レーザ２９の投受光による投受
光素子２８からの信号と、加速度ピックアップ３０から
の回転体の回転時における加速度信号が入力される。入
力・指示部３６に備えられたコンピュータは投受光素子
２８からの信号と加速度ピックアップ３０からの加速度
信号により、図４（Ａ）に例示した加速度の大きさと位
相を測定する。図６の入力・指示部３６は測定された加
速度の大きさと位相に対応する修正量と修正方位をマッ
プ記憶部４０から読み出す。また入力・指示部３６は読
み出された修正量と修正方位をマップ更新部３８と修正
加工装置４２に出力する。マップ更新部３８は後記のよ
うにしてマップ記憶部４０に記憶されていた修正量と修
正方位を更新する。マップ記憶部４０は更新された修正
量マップと修正方位マップを新たに記憶する。表示部３
４は前述した加速度の大きさと位相、読み出された修正
量と修正方位、さらに、操作者が選定するデータを表示
する。また、アンバランス修正の合否判定も表示する。

【００３７】次に、実際の作動の様子を説明する。吸気
口２２ｂから圧縮エアが矢印４４の方向でハウジング２
２ａ内に吸気される。その圧縮エアがタービンホイール
１８に吹き付けられ、タービンホイール１８はシャフト
１４を回転軸として回転する。タービンホイール１８を
回転させた圧縮エアは矢印４６の方向でハウジング２２
ａから排気される。吸気口２２ｂからの吸気量が一定に
保たれることで、測定中のターボチャージャアッシ１９
の回転数が一定に保たれる。

【００３８】シャフト１４が回転すると、そのシャフト
１４に固定されたインペラナット１２とインペラ１６が
回転する。前述したようにインペラ１６の面１６ａに
は、位相検出用レーザ２９を反射する反射テープが取り
付けられている。インペラ１６が回転して位相検出用レ
ーザ２９が反射テープに反射される度に投受光素子２８
がその反射された位相検出用レーザ２９を受光して、受
光オン・オフ信号又は受光強度信号を入力・指示部３６
に出力する。このとき同時に入力・指示部３６には、加
速度ピックアップ３０により回転体１９が回転すること
で回転体１９を回転自在に支持している振動架台２６に
生じる振動によってもたらされる加速度信号が入力され
る。入力・指示部３６に備えられたコンピュータは、投
受光素子２８からの受光信号と加速度ピックアップ３０
からの加速度信号により、加速度の大きさと位相を測定
する。この工程が第１測定工程であり、図７におけるス
テップＳ２である。受光信号の検出時（これは回転体１
９の基準線が所定方位を向いた瞬間であり、図４（Ａ）
に示した基準線の所定方位タイミングに相当する）と加
速度波形の最大時の時間差に回転軸の角速度を乗した値
が位相である。したがって、加速度の大きさが最大にな
る回転体の方位と前述した基準線との間にどれだけの角
度、つまりどれだけの方位のずれが存在しているのかが
判る。このステップＳ２で測定された加速度の大きさを
Ａ０、位相をＢ０とする。

【００３９】回転体１９の中心である回転軸（シャフト
１４の中心に相当）を原点Ｏにとり、インペラ１６に設
けられた基準線（回転軸と反射テープを結ぶ線に相当す
る）ＯＸを基準にして、アンバランス量を長さであらわ
し、アンバランスの方位を角度であらわしたベクトル図
である図１３（Ｃ）において、第１測定工程の測定結果
が点Ｐ０で示される。

【００４０】図７のステップＳ４で、ステップＳ２で測
定された加速度の大きさＡ０が規格値以内か否かを比較
する。規格値以内の場合は、図６中の表示部３４でその
旨が表示されて次工程（ステップＳ２６）に進む。この
場合、修正加工処理がスキップされる。規格値外の場合
は図７のステップＳ６、Ｓ８に進む。

【００４１】ステップＳ６では図６のマップ記憶部４０
に記憶されている修正量マップから、測定されたアンバ
ランス量を解消するために必要な修正量が読み出され
る。このとき、測定されたアンバランス量から数学的に
算出される修正量でなく、修正加工されることによって
回転体が受ける影響をも取り入れて、修正加工後にアン
バランスを解消する修正量が読み出される。同様に、図
７のステップＳ８では修正方位マップから修正方位が読
み出される。このときも、測定された位相から数学的に
算出される方位でなく、修正加工されることによって回
転体が受ける影響をも取り入れて、修正加工後にアンバ
ランスを解消する修正方位が読み出される。

【００４２】本実施の形態の場合、図１３（Ａ）におい
て、測定された加速度の大きさＡ０をキーとして修正量
マップのライン５（修正加工されることによって回転体
が受ける影響が取り入れられている）が参照されてＡ１
の修正量が読み出される。同様に図１３（Ｂ）におい
て、測定された位相Ｂ０をキーとして修正方位マップの
ライン６（修正加工されることによって回転体が受ける
影響が取り入れられている）が参照されてＢ１の修正方
位が読み出される。つまり、図１３（Ｄ）中、点Ｐ０で
示されるアンバランス状態が解消することが過去の実験
によって確認されている値が読み出される。過去の実験
結果は、後述する第１加工工程において修正方位Ｂ１で
修正量Ａ１だけ修正加工されると、その修正加工の結
果、本来的な修正の効果に加えて、加工によって回転体
の剛性等が変化してその変化がアンバランス状態を点Ｐ
１から回転中心Ｏに移動させることを教えているという
ことができる。。

【００４３】第１加工工程である図７のステップＳ１０
では、読み出された修正方位Ｂ１で読み出された修正量
Ａ１だけインペラナット１２が修正加工される。この修
正加工は、図６に示される修正加工装置４２によって修
正される。修正加工後のインペラナット１２の外観を図
８に示す。図中Ａが修正加工によって除去された部分で
ある。

【００４４】修正加工後に第２測定工程である図７のス
テップＳ１２で、再度、加速度の大きさと位相が測定さ
れる。以下では、第２測定工程Ｓ１２で、図１３（Ｃ）
に示すように点Ｐ２（加速度の大きさＡ３、位相Ｂ３）
のアンバランス状態となった場合を説明する。この場
合、修正加工の結果、アンバランス状態が点Ｐ１から回
転中心Ｏに移動せず、点Ｐ１から点Ｐ２に移動してい
る。これは前述したように時間の経過とともに、修正加
工によって生じるアンバランス状態の移動は変化するか
らである。

【００４５】次に、図７のステップＳ１４が実行され、
点Ｐ２に対応する加速度の大きさＡ３が規格値以内か否
かを比較する。規格値以内の場合は、図６中表示部３４
でその旨が表示されて次工程（ステップＳ２６）に進
む。規格値外の場合は図７中ステップＳ１６、Ｓ１８に
進む。

【００４６】前述したように時間の経過とともに、修正
加工によって生じるアンバランス状態の移動は変化す
る。この場合、点０になるべきものが点Ｐ２（加速度の
大きさＡ３、位相Ｂ３）になったことを示している。そ
の点Ｐ２が規格値外になった場合にはマップの更新が明
らかに必要である。そこで本発明ではステップＳ１６、
Ｓ１８でマップを更新する。

【００４７】ステップＳ１６では、図１３（Ａ）の、ア
ンバランス量Ａ０を修正するには修正量Ａ１が必要であ
るとするライン５の修正量マップから、修正量Ａ１だけ
修正したらＡ２だけアンバランス量が変化したことに対
応するライン７の修正量マップに更新する。同様にステ
ップＳ１８では、図１３（Ｂ）での、方位Ｂ０のアンバ
ランスを修正するには修正方位Ｂ１を修正することが必
要であるとするライン６に基づく修正方位マップから、
修正方位Ｂ１で修正したら方位Ｂ２方向のアンバランス
の変化が生じたことを示すライン８に基づく修正方位マ
ップに更新する。

【００４８】次に、図７のステップＳ２０で、図１３
（Ａ）のライン７で示される、更新された修正量マップ
から、２回目に測定された加速度の大きさＡ３をキーと
して修正量Ａ４が読み出される。同様に、図７のステッ
プＳ２２で、図１３（Ｂ）のライン８で示される、更新
された修正方位マップから、２回目に測定された位相Ｂ
３をキーとして修正方位Ｂ４が読み出される。

【００４９】このときアンバランス量を長さで示し、ア
ンバランスの方位を角度であらわしたベクトル図である
図１３（Ｃ）において、三角形Ｐ_０Ｐ_１Ｐ_２と三角形Ｐ
_２Ｐ _３Ｏは相似形であって、第１回加工でおきた現象が
再現されれば、第２回の加工後に、アンバランスポイン
トが点Ｏに移動するはずの修正量Ａ４と修正方位Ｂ４が
読み出される。第２加工工程である図７のステップＳ２
４では、前記ステップＳ２２で読み出された修正方位Ｂ
４で、前記ステップＳ２０で読み出された修正量Ａ４だ
けインペラナット１２が再度修正加工される。このステ
ップＳ２４では、アンバランス状態とそれを解消するの
に必要な修正量と修正方位の関係が該ワークに対応して
正しく更新された状態で修正加工されている。したがっ
て、２度目の修正加工でアンバランス状態が確実に修正
される。

【００５０】従来は加速度の大きさが規格値以内になる
までに何回修正加工すればよいのか不明であったため、
サイクルタイムのばらつきが大きかった。しかし本実施
の形態の方法を用いることにより、確実に２回以内で修
正加工が完了するので、サイクルタイムのばらつきを減
少させることができる。また、図９に示すように、イン
ペラナット１２の修正加工回数には限界（通常は４回）
があり、それ以上の回数の修正加工は物理的に不可能で
ある。従来はその限界回数の修正加工を行なってもなお
加速度の大きさが規格値外のワークがあり、これらは不
良品とされていた。しかし本形態の方法を用いることに
より、確実に２回以内で修正加工が完了するので、修正
箇所を減らすことができる。その結果、不良品となる製
品数を大幅に減少させることができる。

【００５１】修正量マップ、修正方位マップに従って２
回目の修正加工を行なうとき、１回目と２回目の修正方
位が近い場合（図１０）も考えられる。この場合、イン
ペラナット１２に加工代がないため第２加工工程を行な
えず、製品不良となってしまうことがある。それを避け
るために、本実施の形態では、図７のステップＳ１０の
第１加工工程において、ステップＳ６で読み出された修
正量を所定量増大してインペラナット１２の修正加工を
行なうことが好ましい。その結果、１回目の修正方位に
対して２回目の修正方位がほぼ確実にほぼ１８０度変化
する（図１１）ことになり、２度目の修正加工時にイン
ペラナット１２に加工代が残っていないという事態の発
生を防ぐことができる。

【００５２】次に第２の実施態様に係わる修正方法を説
明する。その大略を図１２に示す。第２の修正方法で
は、第１の修正方法と同様に、図１２のステップＳ２の
第１測定工程で加速度の大きさと位相の測定を行ない、
ステップＳ４で加速度の大きさが規格値以内か否かを比
較する。規格値以内の場合は、図６中表示部３４でその
旨が表示されて次工程（図１２中ステップＳ２６）に進
む。規格値外の場合はステップＳ６、Ｓ８に進む。

【００５３】ステップＳ６では修正量マップから、測定
されたアンバランスを解消するために必要な修正量が読
み出される。このとき必要な修正量が図６のマップ記憶
部４０に記憶されている修正量マップから読み出され
る。第２の修正方法で用いられる修正量マップは、直近
の過去に複数回実施されたインペラナット１２の加工前
後に測定された加速度の大きさと位相とそのときの修正
量に基づいて更新されたものであり、この更新処理が図
７のステップＳ３２に示されている。

【００５４】過去の経緯に照らしてマップを更新する方
法には各種の平均化手法が採用でき、例えば、加工前後
の加速度の大きさと位相とそのときの修正量から、図１
３（Ｃ）に示した方法で更新された図１３（Ａ）のライ
ンの傾きのデータを過去１００個分について単純平均し
て次の１０１個目の傾きとする手法、あるいは、古いデ
ータ程小さく重み付け、新しいデータほど重く重み付け
て重み付け平均を取る方法、あるいは、データを計時的
に分析してその変化傾向を将来に向けて延長することで
１０１個目のグラフ７を予想する方法などを採用するこ
とができる。

【００５５】同様に図１２のステップＳ３４では、過去
の修正実績に基づいて、修正方位と実際に生じるアンバ
ランスの変化方向が更新され、次の回転体の修正に備え
られる。

【００５６】前述したことから明らかに、修正量マップ
と修正方位マップが、ステップＳ３２とＳ３４におい
て、直近の過去の実績によって更新されているために、
図１２のステップＳ６、Ｓ８で読み出される修正量と修
正方位は、次の加工においてアンバランスを修正するの
に必要な正しい値に更新された値となっている。このた
めに、この方法によると、１回の修正加工でアンバラン
ス状態を解消できる。

【００５７】第１の方法では、１回目の加工実績によっ
て図１３（Ａ）のライン５からライン７へ更新するのに
対し、第２の方法では、過去の加工実績に基づいて、新
たな回転体１９を１回目に加工する以前の段階で図１３
（Ａ）のライン５からライン７への更新が実施されてい
るので、更新されたライン７が参照され、測定された加
速度の大きさＡ０をキーとしてＡ５の修正量が読み出さ
れる。この修正量Ａ５で１回目の修正加工が実施されれ
ば、１回の加工だけでアンバランスが解消する。

【００５８】同様に、第１の方法では、１回目の加工実
績によって図１３（Ｂ）のライン６からライン８へ更新
するのに対し、第２の方法では、過去の加工実績に基づ
いて、新たな回転体１９を１回目に加工する以前の段階
で図１３（Ｂ）のライン６からライン８への更新が実施
されているので、更新されたライン８が参照され、測定
された位相Ｂ０をキーとしてＢ５の修正方位が読み出さ
れる。この修正方位Ｂ５で１回目の修正加工が実施され
れば、１回の加工だけでアンバランスが解消する。

【００５９】アンバランス量を長さで示し、アンバラン
スの方位を角度であらわしたベクトル図である図１３
（Ｃ）（Ｄ）において、三角形Ｐ_０Ｐ_１Ｐ_２と三角形Ｐ
_０Ｐ_５Ｏが相似形となる修正量Ａ５と修正方位Ｂ５が、
１回目の加工時に読み出されることから、１回の加工で
アンバランスが解消されるのである。

【００６０】加工工程である図１２のステップＳ１０で
は、読み出された修正方位Ｂ５で読み出された修正量Ａ
５だけインペラナット１２が修正加工される。アンバラ
ンス状態とそれを解消するのに必要な修正量と修正方位
の関係が、該ワークに対応して正しく更新された状態で
修正加工される。

【００６１】出荷する製品が規格値内にあることを検証
するために、第２の方法による場合でも、加工後に再測
定することが好ましいが、１回の加工で規格値内に収ま
っている可能性が高く、場合によって省略することがで
きる。しかしながら、この第２の方法では、むしろ、そ
れ以後に修正処理をする回転体のために、修正量マップ
と修正方位マップを更新するために、加工後のアンバラ
ンス状態が再測定される。

【００６２】第２の修正方法では、ステップＳ１２で測
定された加速度の大きさと位相のデータはマップ更新部
３８に取りこまれる。このとき、この一連の工程におけ
る前記ステップＳ２で測定された加速度の大きさと位相
及びステップＳ６での修正量と修正方位のデータは共に
一グループ化されてマップ更新部３８に取りこまれ、マ
ップ更新部３８ではこれらのデータから更新された修正
量と修正方位を算出し、算出した修正量と修正方位をマ
ップ記憶部４０に送る。この結果、マップ記憶部４０に
記憶されていた更新前の修正量マップと修正方位マップ
が更新される。

【００６３】そして、ステップＳ１２後は、前述したよ
うに修正量マップ、修正方位マップが更新・記録される
と共に、次工程（ステップＳ２６）に進む。

【００６４】この第２の修正方法では、前述してきたよ
うに、過去に実施したワークに基づいたデータを利用し
て、より現状のワークの傾向に近い修正指示を行なうこ
とができるので、第１回の修正加工に際して正しい関係
が利用され、１回の修正加工でアンバランスが解消する
確率が増大する。

【００６５】

【図面の簡単な説明】

【図１】加速度の大きさとそれから数学的に算出される
修正量と修正実績から得られた修正量の関係を示してい
る。

【図２】位相とそれから数学的に算出される修正方位と
修正実績から得られた修正方位の関係を示している。

【図３】第１の発明の手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】（Ａ）は、加速度の大きさと位相を説明するグ
ラフである。（Ｂ）は、更新前後の修正量指示マップで
ある。（Ｃ）は、更新前後の修正方位指示マップであ
る。（Ｄ）は、第１加工前のベクトル図である。（Ｅ）
は、第１加工前後のベクトル図である。

【図５】第２の発明の手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】回転体と測定装置を示す図である。

【図７】実施の形態で実行される工程を示すフローチャ
ートである。

【図８】１回目修正加工後のインペラナットの外観を示
す。

【図９】修正加工回数が限界になったインペラナットの
外観を示す。

【図１０】１回目と２回目の修正方位が近い値が読み出
された場合に加工代が取れないことを示す。

【図１１】１回目の修正方位に対して２回目の修正方位
がほぼ１８０度変化したインペラナットを示す。

【図１２】第２の実施の形態で実行される工程を示すフ
ローチャートである。

【図１３】（Ａ）は、第１、２の修正方法による更新前
後の修正量指示マップである。（Ｂ）は、第１、２の修
正方法による更新前後の修正方位指示マップである。
（Ｃ）は、第１の修正方法による第１、２加工前後のベ
クトル図である。（Ｄ）は、第２の修正方法による加工
前後のベクトル図である。

【符号の説明】

１９ ・・ターボチャージャアッシ １２ ・・インペラナット １４ ・・シャフト １６ ・・インペラ ２８ ・・投受光素子 ２９ ・・位相検出用レーザ ３０ ・・加速度ピックアップ ３２ ・・制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 延明 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 2G021 AK10 AM07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体を所定速度で回転させながら、そ
   の回転体を回転可能に支持している支持体に生じる加速
   度の大きさと、その回転体の基準線が所定方位を向いた
   タイミングに対する加速度波形の位相を測定する第１測
   定工程と、 加速度の大きさに対して修正量を予め記憶している修正
   量マップから、測定された加速度の大きさを検索キーと
   して修正量を読み出す工程と、 位相に対して修正方位を予め記憶している修正方位マッ
   プから、測定された位相を検索キーとして修正方位を読
   み出す工程と、 読み出された修正量と修正方位に基づいて回転体を加工
   する第１加工工程と、 第１加工された回転体を所定速度で回転させながら、加
   速度の大きさと位相を再測定する第２測定工程と、 加工前後に測定された加速度の大きさと位相と第１加工
   工程での修正量に基づいて前記修正量マップ内の修正量
   を更新する工程と、 加工前後に測定された加速度の大きさと位相と第１加工
   工程での修正方位に基づいて前記修正方位マップ内の修
   正方位を更新する工程と、 更新された修正量マップから、第２測定工程で測定され
   た加速度の大きさを検索キーとして修正量を読み出す工
   程と、 更新された修正方位マップから、第２測定工程で測定さ
   れた位相を検索キーとして修正方位を読み出す工程と、 更新されたマップから読み出された修正量と修正方位に
   基づいて回転体を再加工する第２加工工程とを有する回
   転体のアンバランス修正方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のアンバランス修正方法
   であり、第１加工工程において、読み出された修正量を
   所定量増大して回転体を加工することを特徴とする回転
   体のアンバランス修正方法。
3. 【請求項３】 回転体を所定速度で回転させながら、そ
   の回転体を回転可能に支持している支持体に生じる加速
   度の大きさと、その回転体の基準線が所定方位を向いた
   タイミングに対する加速度波形の位相を測定する第１測
   定工程と、 加速度の大きさに対して修正量を予め記憶している修正
   量マップから、測定された加速度の大きさを検索キーと
   して修正量を読み出す工程と、 位相に対して修正方位を予め記憶している修正方位マッ
   プから、測定された位相を検索キーとして修正方位を読
   み出す工程と、 読み出された修正量と修正方位に基づいて回転体を加工
   する加工工程と、 加工された回転体を所定速度で回転させながら、加速度
   の大きさと位相を再測定する第2測定工程とを有する回
   転体のアンバランス修正方法において、 過去に実施した複数個の回転体の加工前後に測定された
   加速度の大きさと位相とそのときの修正量に基づいて前
   記修正量マップ内の修正量を更新する工程と、 過去に実施した複数個の回転体の加工前後に測定された
   加速度の大きさと位相とそのときの修正方位に基づいて
   前記修正方位マップ内の修正方位を更新する工程とを付
   加したことを特徴とする回転体のアンバランス修正方
   法。