(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、複数の層空間１２１、１２２に分離された内部空間１２を有する外包体１１を付加する。各層空間１２１、１２２に順に金属粉等の重量粉を含有する時間凝固液１３、１４を入れて回転させ、凝固させる。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、１４をコーティング１５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複数層に分離された内部空間を有する外包体と、
該内部空間の各層空間にそれぞれ固定されたバランサーであって、該層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するという操作を各層空間毎に行うことにより形成されたバランサーと、
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】
該バランサーの各々がコーティングにより被覆されている請求項１に記載の回転体の振動防止装置。
【請求項３】
上記時間凝固液に接着剤を用いた請求項１又は２に記載の回転体の振動防止装置。
【請求項４】
上記重量粉が金属粉である請求項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】
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１〜４のいずれかに記載の回転体の振動防止装置。
【請求項６】
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１〜５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複数層に分離された内部空間を有する外包体と、
該内部空間の各層空間にそれぞれ固定されたバランサーであって、該層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するという操作を各層空間毎に行うことにより形成されたバランサーと、
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】
各層空間に設けられたバランサーは、それぞれコーティングにより被覆することが望ましい。
このコーティングには、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の振動防止装置では、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。また、内部空間を複数の層空間に分離し、各層空間について順次そのようなバランス調整を行うことにより、全体として高精度なバランス調整を可能としている。
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。内部空間１２は複数の層に分離され、それぞれ層空間１２１、１２２を形成する。なお、図２では層は２つしか設けられていないが、３つ以上設けてもよい。外包体１１及びその内部空間１２、各層空間１２１、１２２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、全体が回転体１０の回転軸Cを中心とする円筒形を成し、各層空間１２１、１２２も回転軸Cを中心とする円環状又は円筒状を成すようなものである。
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、各層空間１２１、１２２の外周壁１１ａ、１１ｂと、外包体１１を主回転体１０に取り付けるための側壁１１ｃ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１１ｄ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、１１ｂから中心に向かって延びる庇１１ｅを設けておくことにより、後述の流出防止カバー１６が不要となる。
【００１７】
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。
【００１８】
そして、外包体１１の内部空間１２の複数の層空間１２１、１２２のいずれかに、流動性を有する時間凝固液１３を入れる。一般的には、外側の層空間１２１から内部の層空間１２２に向けて順に次のような処理を行うことが望ましい。
図３(a)のように各層空間１２１、１２２が開放されている場合は、図７に示すように、各層空間１２１、１２２の少なくとも外周側に時間凝固液の流出防止カバー１６を取り付ける。なお、図３(c)のように既に各層空間１２１、１２２の外周壁１１ａ、１１ｂ自体に庇１１ｅ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は最初に層空間１２１、１２２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。
【００１９】
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は層空間１２１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。こうして凝固した第１の層空間１２１のバランサー１３を、コーティング樹脂１５でコーティングする。
【００２０】
第１の層空間１２１におけるバランサー１３形成により、主回転体１０と外包体１１を合わせた全体の重心G1は、図４に示すように、ほぼ回転軸Cに一致するようになるが、コーティング１５等の影響で、未だ完全には一致しない場合がある。
【００２１】
そこで、次に第２の層空間１２２に、上記同様の方法でバランサー１４を形成する。こちらも、バランサー１４凝固後は、コーティングにより保護膜を形成する。こうして本回転振動防止装置が完成する。なお、コーティング１５は、全ての層空間におけるバランサー１３、１４を形成した後に最後にまとめて行ってもよい。
【００２２】
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１５でバランサー１３、１４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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】外包体の内部空間の内、外側の層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】外側の層空間に形成したバランサーにコーティングを施した後の状態を示す図。
【図６】更に内側の層空間にも時間凝固液を入れ、バランス調整後、凝固させた状態を示す図。
【図７】内側の層空間に形成したバランサーにもコーティングを施した後の状態を示す図。
【図８】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】
【００２４】
１０…主回転体
１１…外包体
１１ａ、１１ｂ…外周壁
１１ｃ…側壁
１１ｄ…質量体
１１ｅ…庇
１２…外包体の内部空間
１２１…外側の層空間
１２２…外側の層空間
１３、１４…時間凝固液（バランサー）
１５…バランサーのコーティング
１６…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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【図６】
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【図７】
2007132374.tif 000009
【図８】
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