(57)【要約】【課題】より高精度に不つり合い調整を行うことができる不つり合い調整装置を提供する。【解決手段】回転体１に対して、レーザ光源１２，１３よりレーザ光を照射することによって、回転体１の一部を削除することにより、回転体１の不つり合い修正を行うので、レーザ光を絞ったりパルス状に照射することで、回転体１を例えば１ｍｇ以下などごく少量だけ除去することが可能であり、それにより手間がかからず精度良く不つり合い修正を行うことができる。【選択図】　図１
2004082167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源を有し、
前記エネルギ源より収束ビームを照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うことを特徴とする不つり合い修正装置。
【請求項２】
前記エネルギ源はレーザ光源であることを特徴とする請求項１に記載の不つり合い修正装置。
【請求項３】
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を伝播する光ファイバを有することを特徴とする請求項２に記載の不つり合い修正装置。
【請求項４】
前記エネルギ源より収束ビームを照射することによって、前記回転体の少なくとも２カ所を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の不つり合い修正装置。
【請求項５】
回転体を高速で回転させる駆動装置と、
前記回転体の動的不つり合い状態を測定する測定装置と、
前記回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源と、
前記エネルギ源を駆動制御する制御装置と、を有し、
回転する前記回転体に同期して、前記測定装置によって測定された動的不つり合い状態に応じて、前記エネルギ源より収束ビームを間欠的に照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うことを特徴とする不つり合い修正装置。
【請求項６】
請求項５の不つり合い修正装置により不つり合いを修正したことを特徴とする高速回転体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速で回転する回転体の不つり合い修正を行うのに好適であり、特に、毎分１万回転を越える回転速度で使用される、レーザビームプリンタの回転多面鏡、ターボチャージャ、スーパーチャージャ、遠心分離機、ハードディスクドライブ等の高速回転体の不つり合い修正を行うのに好適な不つり合い修正装置、及びそれにより不釣り合いを修正した高速回転体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームプリンタの回転多面鏡、ターボチャージャ等は、毎分１万回転を超える回転速度で駆動されるものであり、従って、わずかな不つり合いでも、無視できない振動が発生することが多く、高精度で不つり合い修正を行わなくてはならないという問題がある。
【０００３】
図３は、回転体の不つり合い修正を行う従来技術の不つり合い修正手法を説明するための図である。従来においては、図３に示すように、回転体１に対して振れが大きくなる位置と１８０度位相の位置（不つり合い修正部という）に、つり合い錘りｗを貼り付けるなどして、回転体全体の不釣合いを修正していた。又は、ドリルなどで、不つり合い修正部に穴をあけ、回転体全体の不釣合いを修正していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のごとく錘りｗを貼り付けて行う不つり合い修正手法では、錘りｗを貼り付けるために接着剤を用いており、回転体１の回転中に接着剤が飛び散り、せっかく良好に修正が行われても、その後つり合い状態を悪化させる恐れがあった。又、回転体１に錘りｗを貼り付けるために用いる接着剤の量を精度良く計量する必要が有り、作業の効率化が問題となっていた。
【０００５】
一方、ドリルなどで回転体の一部を除去する手法によれば、接着剤が飛び散るなどの問題はないが、不つり合いを高精度に修正することが困難であった。すなわち、毎分１万回転を超えるような高速回転になると、残留不つり合い量をできるだけ小さくすることが求められるが、ドリルで穴を開ける場合は、ドリルの直径及び加工深さをある値以下にすることが難しく、高精度な不つり合い修正が難しいのが現状であった。
【０００６】
例えば、ドリル径φ１ｍｍのドリルで、深さ１ｍｍの穴をあけた場合の、除去量は、（０．１／２）２×π×０．１＝０．０００７８５（ｃｍ３）となり、鉄の密度＝７．８ｇ／ｃｍ３とすると、除去部の質量は、７．８×０．０００７８５＝０．００６ｇ（６ｍｇ）となる。しかしながら、毎分１万回転を超える高速回転の場合は、１ｍｇ以下、望ましくは０．５ｍｇ、さらに望ましくは０．１ｍｇ以下の値で不つり合いを修正する必要が有る。しかるに、ドリルによる除去手法では、加工深さを高精度に調整が困難であり、高精度に不つり合いを修正するには限界があった。
【０００７】
本発明は、従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、より高精度に不つり合い調整を行うことができる不つり合い調整装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明の不つり合い修正装置は、
回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源を有し、
前記エネルギ源より収束ビームを照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うことを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明の不つり合い修正装置は、
回転体を高速で回転させる駆動装置と、
前記回転体の動的不つり合い状態を測定する測定装置と、
前記回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源と、
前記エネルギ源を駆動制御する制御装置と、を有し、
回転する前記回転体に同期して、前記測定装置によって測定された動的不つり合い状態に応じて、前記エネルギ源より収束ビームを間欠的に照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
第１の本発明の不つり合い修正装置によれば、回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源を有し、前記エネルギ源より収束ビームを照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うので、前記収束ビーム径を絞る或いは短時間の照射を行うことで、回転体を例えば１ｍｇ以下などごく少量だけ除去することが可能であり、それにより手間がかからず精度良く不つり合い修正を行うことができる。
【００１１】
更に、前記エネルギ源は、炭酸ガスレーザや、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザなどのレーザ光源であると、出力調整が細かくできるので、バランス精度が向上するし、加工の最初は出力を大きくして除去量を増大させ、加工の最後に出力を小さくして除去量を減少させ修正の微調整が可能であるため好ましいが、例えば電子ビームを照射する電子銃などであっても良い。
【００１２】
又、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を伝播する光ファイバを有すれば、直進性の高いレーザ光を、光ファイバを曲げることで任意の方向に照射することができるため、レーザ光源の設置位置の自由度が高まる。
【００１３】
更に、前記エネルギ源より収束ビームを照射することによって、前記回転体の少なくとも２カ所を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うと、より精度の良い修正を行うことができる。
【００１４】
第２の本発明の不つり合い修正装置は、回転体を高速で回転させる駆動装置と、前記回転体の動的不つり合い状態を測定する測定装置と、前記回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源と、前記エネルギ源を駆動制御する制御装置と、を有し、回転する前記回転体に同期して、前記測定装置によって測定された動的不つり合い状態（例えば不つり合いの位相や量）に応じて、前記エネルギ源より収束ビームを間欠的に照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うので、前記回転体を回転させながら不つり合い修正を高精度に行うことができる。
【００１５】
なお、本発明の場合は、回転体の一部をそのまま削除することで不つり合いを修正できるので、回転中に不つり合いの度合いが変化することはなく、安定した不つり合い修正を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態による不つり合い修正装置を示す概略構成図である。図１において、定盤２に対し、高速回転体すなわち回転体１は、軸受３，４により回転自在に支持されている。回転体１は、カップリング５を介して駆動装置であるモータ６に連結されている。
【００１７】
回転体１に隣接して、回転体１の外周面の振れを磁気的に検出する２本の振動ピックアップ７，８が配置されている。振動ピックアップ７，８からの出力は、不つり合い状態を測定する測定装置である振動計測器９に入力される。制御装置１０は、振動計測器９からの信号を入力し、且つモータ６より信号を入力して回転軸の位相を検出する位相検出器１１からの信号を入力して、それらに基づきエネルギ源であるレーザ光源（ＹＡＧレーザ）１２，１３を駆動制御するようになっている。尚、レーザ光源１２，１３の照射位置は、振動ピックアップ７，８に対して１８０度位相がずれている。なお、回転軸の位相の信号は、モータ６から入力するのではなく、外部に設けた検出器で検出しても良い。
【００１８】
本実施の形態の動作について説明する。モータ６の回転により、回転体１を回転させる。このとき、不つり合い量が過大であると、回転体１に振れが生じるので、振動ピックアップ７，８は、回転体１との間の距離に応じた信号を振動計測器９に出力する。制御装置１０は、振動計測器９と位相検出器１１から信号を受け、振動ピックアップ７，８に、回転体１の外周面が最も接近したときの位相に対して１８０度位相がずれたとき（すなわち同期させて）、短時間だけパルス状にレーザ光源１２，１３から光径を絞ったレーザ光を照射する。それにより回転体１の外周面が例えば１ｍｇ以下で除去され、精度良い不つり合い修正が行われる。レーザ光の照射は短時間であるため、外周面の除去量は少ないから、繰り返し照射が行われ、それにより精度の良い修正を行える。又、除去後リアルタイムで、振動ピックアップ７，８を用いて、不つり合い修正の結果が適切か否か確認できるので、制御装置１０が必要に応じてレーザ光の出力や照射時間を変更し、より精度良い不つり合い修正を行うことができる。
【００１９】
図２は、第２の実施の形態による不つり合い修正装置を示す概略構成図である。本実施の形態は、図２に示すように、エネルギ源であるレーザ光源１２’を単一とし、４本の光ファイバ２０を用いてレーザ光を伝播させ、４つの射出口２１から、ターボチャージャ等の回転体１’に対してレーザ光を照射させている点が、上述した実施の形態と異なっている。各光ファイバにより伝播されるレーザ光のオン・オフは、例えばレーザ光源と光ファイバ２０の端部との間に個々に配置したシャッタ（不図示）の開閉などで行える。尚、図２に示す実施の形態では、駆動装置、測定装置、制御装置は省略して示している。
【００２０】
このように、光ファイバ２０を経由してレーザ光を照射すると、レーザ光源１２’の設置場所を任意に選定できるため、不つり合い修正装置の設計の自由度が向上する。また、回転体１’に隣接してレーザ光源１２’を設置する必要がないので、回転体１’の取り付け、取り外し等の作業性が向上し、全体のコストを下げることができる。更に、１台のレーザ光源で複数箇所を同時に修正することができるので、装置全体のコストを下げることができる。
【００２１】
以上のように本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、レーザ照射部にミラーなどによるスキャニング機構を設けると、回転体における除去部の面積や位置を調整することができる、軸受は、実施の形態に示すような転がり軸受に限らず、磁気軸受や、空気や油を潤滑剤としている動圧滑り軸受や静圧滑り軸受にも適用できる。特に、動圧滑り軸受や静圧滑り軸受のごとき高回転精度が必要とされる軸受を使用した高速回転体に、本発明の不つり合い修正装置を用いると高精度な不つり合い修正を行えるので好ましい。また、本発明は、回転軸が鉛直方向に延在する縦型回転体だけでなく、回転軸が水平に延在する横型回転体でも使用できる。
【００２２】
【発明の効果】
第１の本発明の不つり合い修正装置によれば、回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源を有し、前記エネルギ源より収束ビームを照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うので、前記収束ビーム径を絞る或いは短時間の照射を行うことで、回転体を例えば１ｍｇ以下などごく少量だけ除去することが可能であり、それにより手間がかからず精度良く不つり合い修正を行うことができる。
【００２３】
第２の本発明の不つり合い修正装置は、回転体を高速で回転させる駆動装置と、前記回転体の動的不つり合い状態を測定する測定装置と、前記回転体に対して収束ビームを照射するエネルギ源と、前記エネルギ源を駆動制御する制御装置と、を有し、回転する前記回転体に同期して、前記測定装置によって測定された動的不つり合い状態に応じて、前記エネルギ源より収束ビームを間欠的に照射することによって、前記回転体の一部を削除することにより、前記回転体の不つり合い修正を行うので、前記回転体を回転させながら不つり合い調整を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態による不つり合い修正装置を示す概略構成図である。
【図２】第２の実施の形態による不つり合い修正装置を示す概略構成図である。
【図３】回転体の不つり合い修正を行う従来技術の不つり合い修正手法を説明するための図である。
【符号の説明】
１、１’　回転体
２　定盤
３，４　軸受
５　カップリング
６　モータ
７，８　振動ピックアップ
９　振動計測器
１０　制御装置
１１　位相検出器
１２，１２’、１３　レーザ光源
２０　光ファイバ
【図１】
2004082167.tif 000003
【図２】
2004082167.tif 000004
【図３】
2004082167.tif 000005