(57)【要約】【課題】新しいマスバランス調整物質の開発を通して、長期に亘って安定に使用でき、しかも小型である回転体の振動防止装置を提供する。【解決手段】主回転体１０に、内部空間１２を有する外包体１１を付加し、その内部空間１２に金属粉等の重量粉を含有する時間凝固液１３を入れて回転させる。時間凝固液とは、時間の経過により凝固する液体のことであり、一般の接着剤を利用することができる。回転を継続している間に、時間凝固液１３は全体の回転バランスが取れた状態で固化するため、全体の回転軸と重心を一致させることができる。固化した時間凝固液１３をコーティング１４で覆うことにより、長期的に安定な回転体振動防止装置となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主回転体の回転に伴う振動を防止するための装置であって、
主回転体に固定された、該主回転体の回転軸の周囲に内部空間を有する外包体と、
外包体の該内部空間に固定されたバランサーであって、該内部空間に時間凝固液と重量粉との混合液を入れ、主回転体と外包体を一緒に回転させつつ該混合液を凝固させることにより全体としての回転バランスが達成されるように形成されたバランサーと、
該バランサーを被覆するコーティングと、
を備えることを特徴とする回転体の振動防止装置。
【請求項２】
上記時間凝固液に接着剤を用いた請求項１に記載の回転体の振動防止装置。
【請求項３】
上記重量粉が金属粉である請求項１又は２に記載の回転体の振動防止装置。
【請求項４】
上記コーティングが時間凝固液と同一物質から成る請求項１〜３のいずれかに記載の回転体の振動防止装置。
【請求項５】
前記主回転体が自動車又は二輪車のエンジンの主軸である請求項１〜４のいずれかに記載の回転体の振動防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体の回転振動の原因となるマスアンバランスを除去する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
日常的に使用される機械には、エンジン等回転体を含むものが多い。回転体の重心がその回転軸と一致しない（マスアンバランスが存在する）と、回転体は回転に伴い振動し、騒音を発生したり、回転体に連結される機械要素を振動させて悪影響を与えたりする。このため、回転体を設計する際には、当然、その重心を回転軸に一致させるが、現実の製品では精度の問題や加工の制約から、重心と回転軸の間に若干のずれが生じる。
【０００３】
この重心と回転軸のずれを補正する試みの一つとして、特許文献１には、温度によって液体から固体に形態変化するマスバランス調整物質を用いて、回転体のマスアンバランスを解消しようとする発明が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平5-296292号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の発明でマスバランス調整物質として例示されている軟ろう材は、高温になると軟化し、変形することによりバランスが崩れるという問題がある。また、マスバランス調整物質の比重は比較的小さいため、質量の大きい回転体のバランスを完全に調整するためには、大量のマスバランス調整物質を使用しなければならず、マスバランス調整機構全体のサイズが大きくなるという問題もあった。更に、バランス取りのために昇温する必要があるが、その際に回転体本体の強度や靭性などの重要な性質を損なうという問題もある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、新しいマスバランス調整物質の開発を通して、長期に亘って安定に使用でき、回転体の本体に熱的影響を与えることなく、しかも小型である回転体の振動防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明に係る回転体の振動防止装置は、
主回転体の回転に伴う振動を防止するための装置であって、
主回転体に固定された、該主回転体の回転軸の周囲に内部空間を有する外包体と、
外包体の該内部空間に固定されたバランサーであって、該内部空間に時間凝固液と重量粉との混合液を入れ、主回転体と外包体を一緒に回転させつつ該混合液を凝固させることにより全体としての回転バランスが達成されるように形成されたバランサーと、
該バランサー層を被覆するコーティング層と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで「時間凝固液」とは、当初は液体であるが、時間の経過により凝固する物質のことを言い、一般に接着剤として用いられている物質は殆どこれに用いることができる。凝固の原因はいかなるものであってもよく、例えば、溶剤の揮発により凝固（硬化）するもの、或いは周囲のガスとの反応により徐々に凝固するものが例示される。前者には、木工用ボンド等に用いられる酢酸ビニル系エマルジョンや一般接着剤として用いられるゴム系接着剤、酢酸ビニル系接着剤等がある。後者には、空気中の水分との反応により凝固するシアノアクリレート系樹脂がある。
【０００９】
本発明でいう「時間凝固液」には、また、熱（温度）や光（紫外線を含む）等の作用により、或る程度の時間を掛けて凝固するものも含まれる。例えば、熱硬化型の樹脂であるシアノアクリレート系、エポキシ系、メラミン系、フェノール系、ユリア系樹脂等や、紫外線硬化型の樹脂であるウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等のアクリル系樹脂、或いはポリエステルアクリレートや不飽和ポリエステル等を挙げることができる。
【００１０】
更に、他の液を混合することによって、或る程度の時間をかけて凝固するものも含まれる。例えば、エポキシ樹脂＋ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂＋ナイロン樹脂、エポキシ樹脂＋ポリサルファイド樹脂、エポキシ樹脂＋シリコーン樹脂等の２液反応硬化剤がそれである。
【００１１】
上記重量粉としては鉄粉の他、タングステン粉末、その炭化物、ヘビーメタルと総称される比重の高い合金粉末等の金属粉を用いることができる。
【００１２】
上記コーティングには、時間凝固液と同じ物質を用いることもできる。この場合、バランサー本体とコーティングとのなじみが良いため、確実な保護を期待することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る回転体振動防止装置では、時間凝固液を使用することにより、高温下でも使用することができる。そして、それに重量粉を混合した高密度なマスバランス調整物質用いることにより、装置の小型化を可能にする。更に、マスバランス調整物質をコーティング層で被覆することにより、マスバランス調整物質の酸化、腐食や破損等を防止して、長期に亘って安定的に使用することができる。
【００１４】
本発明に係る振動防止装置は、回転体一般に応用できるが、特に、高速回転され、なおかつ、振動を防止する必要が高い機械要素に好適に使用することができる。例えば、自動車や二輪車のエンジンのクランクシャフト、プロペラシャフト、ドライブシャフト、フライホール、プレス機の動輪、送風機、洗濯機、カムシャフト、ディスクローター、ホイール、ターボチャージャーのコンプレッサー、ジェットエンジン、リショルムコンプレッサー等である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に、一つの剛体から成る回転体（主回転体）１０を例示する。工作精度の問題等により、図示のように、回転軸Cと回転体の重心Gが一致しない場合がある。この不一致は回転体１０の振動を誘発し、これを含む装置全体の性能を低下させる。
【００１６】
本発明では、そのような振動を防止するため、回転体１０に図２に示すような外包体１１を付加する。この外包体１１の内部には、図３に示すように、回転体１０の回転軸Cを囲う空間（内部空間）１２を設ける。外包体１１及びその内部空間１２の形状は任意であるが、バランサーの質量をできるだけ小さくし、全体のサイズも小さくするためには、外包体１１自身の重心ができるだけ回転体１０の回転軸Cに近いことが望ましい。そのような外包体１１の形状の典型的な例は、回転体１０の回転軸Cを中心とする円筒形である。
【００１７】
外包体１１のいくつかの例を、図３(a)〜(c)の断面図に示す。図３(a)に示すように、外周壁１１ａと、主回転体１０に取り付けるための側壁１１ｂだけから成るものであってもよいし、(b)に示すように、中心部に質量体１１ｃを有するものであってもよい。更に、(c)に示すように、外周壁１１ａから中心に向かって延びる庇１１ｄを設けておくことにより、後述の流出防止カバー１５が不要となる。
【００１８】
本発明に係る回転体振動防止装置の作製方法は次の通りである。まず、主回転体１０に外包体１１を固定する。前述のように、外包体１１の重心はなるべく主回転体１０の回転軸Cに近づけておくことが望ましい。
【００１９】
そして、外包体１１の内部空間１２に流動性を有する時間凝固液１３を入れる。このとき、図３(a)のように外包体１１の内部空間１２が開放されている場合は、図５に示すように、その外周側に時間凝固液の流出防止カバー１５を取り付ける。なお、図３(c)のように既に外包体１１自体に庇１１ｄが設けられている場合は、その必要はない。また、時間凝固液１３は最初に内部空間１２に入れておいてもよいし、回転後に注入するようにしてもよい。
【００２０】
主回転体１０を回転させると、図４に示すように、遠心力により時間凝固液１３は外包体１１の外周壁１１ａ側に移動するとともに、主回転体１０、外包体１１及び時間凝固液１３を含む全体の重心が回転軸Cに一致するように分布する。時間凝固液１３は、回転を継続している間に、そのように全体のバランスが取れた状態で凝固する。なお、凝固した時間凝固液１３をバランサーと呼ぶ。最後に、バランサー１３をコーティング樹脂１４でコーティングすることにより、本回転体振動防止装置が完成する。これにより、主回転体１０の回転バランス調整を高精度に行うことができ、主回転体１０の高速回転を可能にする。また、コーティング１４でバランサー１３の酸化や腐食、破損等を防止することにより、そのような効果を長期に亘って持続させることができる。なお、コーティング１４は、一旦バランスが取れた回転体のバランスを崩さないために、できるだけ軽量であることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】主回転体の回転軸Cと重心Gの関係を示す説明図。
【図２】主回転体に外包体を付加した状態の図。
【図３】主回転体に各種外包体を付加した状態の断面図。
【図４】外包体の内部空間に時間凝固液を入れ、バランス調整後、凝固させた状態を示す図。
【図５】外包体に時間凝固液流出防止カバーを取り付けた状態の断面図。
【符号の説明】
【００２２】
１０…主回転体
１１…外包体
１１ａ…外周壁
１１ｂ…側壁
１１ｃ…質量体
１１ｄ…庇
１２…外包体の内部空間
１３…時間凝固液（バランサー）
１４…バランサーのコーティング
１５…時間凝固液流出防止カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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