(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザアブレーションを利用してロータの釣合わせを行う装置を提供する。【解決手段】主ロータ１１４を所望の速度で回転するように駆動し、主ロータ１１４の不釣合いを測定し、測定された不釣合いに基づいて主ロータ１１４の質量分布において行われるべき調整を計算し、不釣合いを低減させるように質量分布を調整することによって、主ロータ１１４の静釣合わせ又は動釣合わせが行われる。質量調整は、レーザ１５８を操作して、計算された調整に基づく動作パラメータに従ってロータが回転している間に主ロータ１１４から材料をアブレートすることによって行われる。【選択図】図１
2016070929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに、軸の回りを回転させるステップと、
前記ロータにおける不釣合いを測定するステップと、
前記測定された不釣合いに基づいて前記ロータの質量分布に対して行われるべき調整を計算するステップと、
レーザを操作して、前記計算された調整に基づく動作パラメータに従って前記ロータから材料をアブレートすることにより、前記不釣合いを低減させるように前記質量分布を調整するステップと、
を含み、
前記測定するステップ、前記計算するステップ及び前記調整するステップは、前記ロータが回転している間に行われる、ロータの釣合わせ方法。
【請求項２】
前記ロータは、前記軸の回りをシャフトとともに回転し、該シャフトは、少なくとも第１の軸受及び第２の軸受によって支持され、前記不釣合いを測定するステップは、前記軸に対する前記第１の軸受の第１の面における半径方向加速度を測定するステップと、前記軸に対する前記第２の軸受の第２の面における半径方向加速度を測定するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
半径方向加速度を測定するステップは、
前記第１の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップ及び前記第２の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップは、同時に行われる、
前記第１の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップ及び前記第２の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップは、逐次行われる、
前記第１の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップは、該第１の軸受に又は該第１の軸受が取り付けられるステータに取り付けられた第１の加速度計を操作するステップを含み、前記第２の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップは、該第２の軸受に又は該第２の軸受が取り付けられるステータに取り付けられた第２の加速度計を操作するステップを含む、
前記第１の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップは、該第１の軸受に又は該第１の軸受と同一平面上の前記ステータの位置に取り付けられた加速度計を操作するステップを含み、前記第２の軸受の前記半径方向加速度を測定するステップは、前記加速度計を前記第１の軸受から又は該第１の軸受と同一平面上の前記ステータの前記位置から、前記第２の軸受に又は該第２の軸受と同一平面上の前記ステータの位置に移動させるステップを含む、
上記のうちの２つ以上の組合せ、
からなる群から選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記不釣合いを測定するステップは、初期不釣合いを測定するステップと、それに続く、前記ロータの第１の面に位置する第１の試行不釣合いと、該第１の面から軸方向距離にある前記ロータの第２の面に位置する第２の試行不釣合いとを測定するステップとを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の試行不釣合いを測定するステップと前記第２の試行不釣合いを測定するステップとは、
前記第１の試行不釣合いを測定する前に前記第１の試行不釣合いをもたらし、該第１の試行不釣合いを測定した後に、前記第２の試行不釣合いをもたらすステップと、
前記レーザを操作して、前記第１の面及び前記第２の面それぞれにおいて材料をアブレートすることにより、前記第１の試行不釣合いをもたらすとともに前記第２の試行不釣合いをもたらすステップと、
前記第１の試行不釣合いを測定した後、前記第２の試行不釣合いをもたらす前に前記第１の試行不釣合いを除去するステップと、
上記のうちの２つ以上と、
からなる群から選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ロータの前記質量分布に対して行われるべき前記調整を計算するステップは、前記第１の面において前記質量分布に対して行われるべき調整と、前記第２の面において前記質量分布に対して行われるべき調整とを計算するステップを含む、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記質量分布を調整するステップは、
前記レーザを操作して、前記第１の面及び前記第２の面から材料をアブレートするステップと、
前記第１の面及び前記第２の面における前記質量分布を同時に調整するステップと、
前記第１の面及び前記第２の面における前記質量分布を逐次調整するステップと、
上記のうちの２つ以上と、
からなる群から選択される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ロータが回転している間に、前記取付位置における半径方向加速度を測定することにより、該ロータにおける不釣合いを測定するように構成されるとともに、測定された半径方向加速度を示す測定信号を出力するように構成された加速度計と、
前記ロータが回転している間に、該ロータから材料をアブレートするように構成されたレーザと、
前記加速度計から前記測定信号を受け取り、
前記測定信号に基づいて前記ロータの質量分布に対して行われるべき調整を計算し、
前記レーザを制御して、前記計算された調整に基づく動作パラメータに従って、前記ロータが回転している間に該ロータから材料をアブレートすることにより、前記不釣合いを低減させるように前記質量分布を調整する、
ように構成されたコンピューティングデバイスと、
を備える、ロータの釣合わせ装置。
【請求項９】
前記加速度計は、第１の取付位置に取り付けられるように構成された第１の加速度計と、第２の取付位置に取り付けられるように構成された第２の加速度計とを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記コンピューティングデバイスは、
初期不釣合い、前記ロータの第１の面に位置する第１の試行不釣合い、及び該第１の面から軸方向距離にある前記ロータの第２の面に位置する第２の試行不釣合いの測定値に対応する測定信号に基づいて前記調整を計算することと、
前記レーザを制御して、前記第１の面において前記ロータから材料をアブレートすることにより前記第１の試行不釣合いをもたらし、前記第２の面において前記ロータから材料をアブレートすることにより前記第２の試行不釣合いをもたらすことと、
前記１回転１出力型パルス発生器から受け取られるパルスに基づいて前記調整を計算することであって、該１回転１出力型パルス発生器は、前記ロータがともに回転するシャフトの１回転毎に１つパルスを発生させるように構成されることと、
のうちの少なくとも１つのために構成される、請求項８又は９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータが回転している間、及び、望ましい場合は、こうしたロータがそれらの通常動作環境に設置されている間にロータの釣合わせを行うことを含む、ロータの動釣合わせに関し、さらに、レーザアブレーションを利用してロータの釣合わせを行うことに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なタイプの機構、機械、装置、デバイス等の動作は、モータによって駆動されるシャフトの軸等の回転軸の回りのコンポーネント（例えば、ロータ）の回転を必要とする。軸の回りの任意のロータ及びシャフトの回転には、回転からもたらされる力及び慣性の幾分かの量の不釣合いが伴い、それは、軸の回りのロータ及びシャフトの質量の不完全な分布（材料の不均質性の結果として等）、ロータ若しくはシャフトの製造及び／又はロータとシャフトとの間の結合における許容差又は不完全性、並びにシャフトの不完全な剛性による。回転系の不釣合いは、系の質量中心（ＣＭ）及び慣性主軸が回転軸と一致しない場合に発生する。不釣合いは、質量に半径、すなわち、回転軸からの質量中心の半径方向距離を掛けたものとして定量化することができる。不釣合いは、望ましくない振動、騒音、シャフト及び回転要素に対する応力、並びに軸受に対する摩耗をもたらす可能性がある。
【０００３】
回転系における不釣合いを補正する（低減させる）ために、釣合わせ技法を行うことができる。釣合わせの目的は、回転系の質量中心を回転軸に可能な限り近づくようにシフトさせることと、慣性主軸を回転軸と可能な限り一致させる（一直線にする）こととである。質量中心は、ロータの一面（又は静）釣合わせを行うことによってシフトさせることができる。しかしながら、こうした解決法は、依然として慣性主軸における傾斜によってもたらされるモーメントがあることになるため、回転系の完全な釣合わせを行うには十分ではない。この傾斜を低減させるためには、二面（又は動）釣合わせ技法に従って２つの「釣合わせ」面における不釣合いを変更する／シフトさせる必要がある。これが行われるとき、質量中心の適切なシフトも達成される。２つの釣合わせ面は、任意に選択／配置することができ、シャフトを支持する軸受が位置する面と同じである必要はない。
【０００４】
当業者は理解するように、一面釣合わせ、多面釣合わせ、ソフトベアリング（soft bearing）機器、ハードベアリング（stiff bearing）機器、共振周波数機器、時間領域データ収集、周波数領域データ収集等、回転系においてロータの釣合わせを行う多くの技法及び機器が既知である。全ての既知の技法に共通しているのは、質量中心及び慣性主軸を回転軸に可能な限り近づけるためにそれらの必要なシフトを提供するように、ロータに対する１つ又は複数の質量を調整する必要があるということである。従来の技法においてこれらの調整を達成するためには、ロータを停止させ（したがって、関連するシステムの動作を停止させる）、質量を追加し、除去し、又は移動させることによって調整を行い、ロータを或る角速度（ロータの通常の動作速度に比較して低下した速度であることが多い）まで戻すように回転させ、不釣合いを再試験し、必要に応じてプロセスを１回又は複数回繰り返すことが必要である。大型かつ非常に高速な回転系の場合、回転を停止させその後必要な回転速度に達するために必要な時間は、かなりの時間であり、例えばおよそ何十分もかかるか又は更には数時間かかる可能性がある。多くの場合、ロータがその実際のステータとは別個の筐体内で試験されるという事実のために、回転速度は、公称動作速度より著しく低くなる。明らかにこのダウンタイムは不都合であり、釣合わせプロセスを反復式に繰り返さなければならない場合、悪化し、不釣合いの許容可能なレベルの補正／調整を達成するために複数の回転／停止周期が必要となる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、回転コンポーネントの釣合わせを行うことに対する改善された解決法を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した問題に全体として若しくは部分的に、及び／又は当業者が確認した可能性のある他の問題に対処するために、本開示は、後述する実施態様において例として説明する方法、プロセス、システム、装置、機器及び／又はデバイスを提供する。
【０００７】
１つの実施形態によれば、ロータの動釣合わせ方法は、前記ロータに、軸の回りを回転させるステップと、前記ロータにおける不釣合いを測定するステップと、前記測定された不釣合いに基づいて前記ロータの質量分布に対して行われるべき調整を計算するステップと、レーザを操作して、前記計算された調整に基づく動作パラメータに従って前記ロータから材料をアブレートすることにより、前記不釣合いを低減させるように前記質量分布を調整するステップと、を含み、前記測定するステップ、前記計算するステップ及び前記調整するステップは、前記ロータが回転している間に行われる。
【０００８】
別の実施形態によれば、ロータの動釣合わせ装置は、前記ロータが回転している間に、前記取付位置における半径方向加速度を測定することにより、該ロータにおける不釣合いを測定するように構成されるとともに、測定された半径方向加速度を示す測定信号を出力するように構成された加速度計と、前記ロータが回転している間に、該ロータから材料をアブレートするように構成されたレーザと、前記加速度計から前記測定信号を受け取り、前記測定信号に基づいて前記ロータの質量分布に対して行われるべき調整を計算し、前記レーザを制御して、前記計算された調整に基づく動作パラメータに従って、前記ロータが回転している間に該ロータから材料をアブレート（ablate）することにより、前記不釣合いを低減させるように前記質量分布を調整する、ように構成されたコンピューティングデバイスと、を備える。
【０００９】
幾つかの実施形態では、装置は携帯型である。
【００１０】
幾つかの実施形態では、装置はロータを回転させるように構成された機械の一部である。
【００１１】
本発明の他のデバイス、装置、システム、方法、特徴及び利点は、以下の図及び詳細な説明を検討することにより当業者には明らかとなろう。こうした全ての追加のシステム、方法、特徴及び利点は、本説明に含まれ、本発明の範囲内にあり、添付の特許請求の範囲によって保護されるように意図されている。
【００１２】
本発明を、以下の図を参照することによってより理解することができる。図のコンポーネントは、必ずしも一定比例尺にはなっておらず、本発明の原理を例証することに重きがおかれている。図では、様々な図を通して同様の参照数字は対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】幾つかの実施形態によるロータ釣合わせ装置の一例、及びロータ釣合わせ装置によって釣合わせが行われるロータを含む機械の一例の概略断面図である。
【図２】幾つかの実施形態によるパルス発生器の出力及び加速度計によって取得された測定値に対する時間（ｔ）の関数としての振幅Ａ（任意単位）のプロットである。
【図３】幾つかの実施形態によるロータを動的に釣り合わせる方法の一例を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、幾つかの実施形態によるロータ釣合わせ装置１００の一例、及びロータ釣合わせ装置１００によって釣合わせが行われる主ロータ１１４を含む機械１１０の一例の概略断面図である。
【００１５】
機械１１０の主ロータ１１４は、概して任意の固定構造とすることができる主ステータ１１８に対して回転する。機械１１０のタイプに応じて、主ステータ１１８は特定の機能を提供することができる。例えば、主ステータ１１８は、流体を移動させる際に主ロータ１１４と協働するのを可能にする特徴を含むことができる。代替的に、主ステータ１１８は、単に、主ロータ１１４及び機械１１０の他の内部コンポーネントのためのハウジング又は筐体としての役割を果たすことができる。主ロータ１１４は、シャフト１２２に固定して結合され（又は取り付けられ）、したがって、軸１２６の回りをシャフト１１２とともに回転可能である。そして、シャフト１１２は、モータ１３０に結合されている。概して、モータ１３０は、軸１２６の回りを回転するようにシャフト１２２（したがって、ロータ１１４）を駆動するように、シャフト１２２にエネルギーを伝達する任意の構成を有することができる。図示する例では、モータ１３０は、シャフト１２２に直接結合されたモータロータ１３２と、モータロータ１３２を包囲するモータステータ１３４とを含む。モータステータ１３４の構成は、提供されるモータ１３０のタイプによって決まる。例えば、モータステータ１３４は磁石又は電磁石とすることができる。
【００１６】
シャフト１２２は、複数の軸受によって、軸１２６の回りを回転するように支持されている（言い換えれば、シャフト１２２は「回転可能に」支持されている）。図示する例では、軸受は、モータロータ１３２の軸方向の一方の側に配置された１つ又は複数の第１の軸受１３６と、モータロータ１３２の軸方向の他方の側に配置された１つ又は複数の第２の軸受１３８とを含む。半径方向（軸１２６に対して直交する）において、第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８は、通常、シャフト１２２と、主ステータ１１８の一部とすることができるような、シャフト１２２を包囲する固定面との間に配置されている。第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８を、主ステータ１１８にかつシャフト１２２と転がり接触するように固定して取り付けることができる。上述した記載から明らかであるように、主ロータ１１４は、第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８を機械的に基準とし、したがって、第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８によって回転支持されている。図示する例では、主ロータ１１４は、シャフト１２２並びに第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８に対して片持ち関係で配置されている。他の実施形態では、シャフト１２２は、主ロータ１１４を通して延在することができ、主ロータ１１４のモータ１３０とは反対側に、１つ又は複数の追加の軸受（図示せず）を設けることができる。
【００１７】
本主題が適用される機械の特定のタイプに対して制限はないため、図１に示す機械１１０は非常に概略的に上述されていることが理解されよう。例として、「機械」は、動力源からの力又は克服するべき抵抗を伝達する機構又は機構の集まりとして概して定義することができる。Mabie & Reinholtz、Mechanisms and Dynamics of Machinery、第４版、John Wiley & Sons, 1987, p. 5を参照されたい。さらに、本開示の目的で、機械は、機械における耐用年数の開始時に、かつ場合によっては、その耐用年数の間の１回又は複数回、動釣合わせを必要とする可能性がある少なくとも１つのロータ（例えば、図１の主ロータ１１４）を含む。概して、こうしたロータは、モータによって動力が提供され軸受によって回転支持されているシャフトに取り付けられる。本明細書に開示する主題の広い態様では、上述したコンポーネントは、いかなる特定の構成又は設計にも制限される必要はなく、こうしたコンポーネントの様々な構成及びそれらの動作原理は、当業者には既知である。
【００１８】
さらに、図１に示す機械１１０は、概して、規定された動作速度又は動作速度の範囲で主ロータ１１４を回転させることを必要とする所望のタイプの作業を行うのに適している任意の構成（及びコンポーネントの配置）を有することができる。動作速度（又は範囲）は、主ロータ１１４の「通常の」動作速度若しくは範囲（又は「サービス」速度若しくは範囲）、すなわち、主ロータ１１４が、機械１１４の通常のかつ意図された動作中に回転すると企図される速度とすることができる。本明細書に開示する釣合わせ技法は、主ロータ１１４がその通常の動作速度で回転している間に実施することができる。しかしながら、より概略的には、本明細書に開示する釣合わせ技法は、主ロータ１１４が、通常の動作速度より低いか又は高い速度を含む、任意の所望の速度で回転している間に実施することができる。例えば、通常の動作速度より高い速度で回転している主ロータ１１４の釣合わせを行うことは、これによって、主ロータ１１４がその後通常の動作速度（すなわち、釣合わせが行われた速度に比較して低い速度）で動作するとき、主ロータ１１４の不釣合いのレベルを更に低くすることができるという点で有利であると考えることができる。
【００１９】
ロータ釣合わせ装置１００は、図１に示す主ロータ１１４等のロータの動釣合わせ又は静釣合わせを行うように構成されている。幾つかの実施形態では、主ロータ１１４は、機械１１０の意図された動作に対して不可欠のコンポーネントである。こうした実施形態では、主ロータ１１４は、機械１１０から取外し可能とすることができ、交換可能なコンポーネントとすることができるが、主ロータ１１４が機械１１０に設置されると、主ロータ１１４の意図されたかつ通常の使用が発生する。したがって、この場合、機械１１０自体は、ロータ釣合わせ装置ではないが、代りに、例について後述する適切なロータ釣合わせ装置の使用によって動釣合わせを行うことができるロータを含む機械である。概して、機械１１０は、連結機構又はカムを移動させ、１つの連結機構から別の連結機構に力及び／又はトルクを伝達し、流体（気体及び／又は液体）を移送し、推進力を提供し、又はエネルギーを発生させ、変換し若しくは蓄積するように流体を移動させる等の作業を行うためにロータを利用する、任意のタイプの機械とすることができる。幾つかの例として、機械１１０は、ポンプ、タービン、プロペラ、インペラ、歯車、ドラム、フライホイール、エンジン等であるか又はそれを含むことができる。幾つかの実施形態では、ポンプは、例えばターボ分子ポンプ等、所望の真空レベルでチャンバを維持する真空ポンプとすることができる。
【００２０】
幾つかの実施形態では、ロータ釣合わせ装置１００は携帯型である。したがって、ロータ釣合わせ装置１００は、「現場で」動作している種々の機械の種々のロータの動釣合わせを行うことができるように、１つの機械から別の機械に、及び１つ又は複数の機械を含む１つの場所から１つ又は複数の機械を含む別の場所まで移動させる（移送する）ことができる。後述するように、ロータ釣合わせ装置１００の幾つかのコンポーネントを、機械１１０に取り付けるか、又は機械１１０に動作的に位置合せされるように配置することができる。機械１１０は、こうした取付け又は位置合せを容易にするように事前構成されている場合もあればされていない場合もある。概して、機械１１０がそのように事前構成されていてもされていなくても、ロータ釣合わせ装置１００をうまく実施することができることが企図されている。
【００２１】
他の実施形態では、機械１１０、又は少なくとも、主ロータ１１４を回転支持しその回転を駆動するために利用される機械１１０のコンポーネント（例えば、シャフト１２２、軸受１３６及び１３８、モータ１３０）は、ロータ釣合わせ装置１００の一部とすることができる。この場合、主ロータ１１４は、この主ロータ１１４が通常動作する機械から取外し、ロータ釣合わせ装置１００に設置し、所望の速度で回転するように駆動し、後述するように釣合わせを行うことができる。同様に、ロータ釣合わせ装置１００又は後述するそのコンポーネントは、既存の釣合わせ装置の付加機器として設けることができ、それにより、既存の釣合わせ機械に、ロータが回転している間にロータの釣合わせを行う機能を提供し、既存の釣合わせ機械に本明細書に記載する他の利点を提供することができる。
【００２２】
図１に示す実施形態では、ロータ釣合わせ装置１００は、１回転１出力型（once-per-revolution）パルス発生器１５２と、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６等の１つ又は複数の加速度計と、レーザアブレーションシステム（レーザ）１５８と、コンピューティングデバイス１６０とを含む。
【００２３】
パルス発生器１５２は、シャフト１２２の１回転毎に１つ、電気パルス信号（パルス）を発生させるのに適した任意の構成を有することができる。当業者は理解するように、パルス発生器１５２は、例えばシャフトエンコーダー等の磁気デバイス又は光学デバイスとすることができる。シャフト１２２の回転を正確に検知し、シャフト１２２の１回転毎に１つ同じパルス形状を繰り返し出力することができるように、パルス発生器１５２を、シャフト１２２の近くの面に取り付けるか、又は他の方法でシャフト１２２に動作的に位置合せすることができる。本文脈において、「動作的に位置合せされた」とは、パルス発生器１５２が、そのパルス発生機能を行うことができるように必要に応じてシャフト１２２に対して位置合せされることを意味する。提供されるパルス発生器１５２のタイプに応じて、パルス発生器１５２による問合せ点としての役割を果たすように、発生器１５２にハッシュマークを付与する必要がある場合がある。パルス発生器１５２の出力は、図１において線によって概略的に表されるように、適切な有線通信リンク又は無線通信リンクを介してコンピューティングデバイス１６０に送信される。繰返しパルス信号を利用して、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６によって出力される不釣合い測定信号を正規化することができる（後述する）。幾つかの実施形態では、パルス発生器１５２を利用しない場合があり、その場合、コンピューティングデバイス１６０は、不釣合い測定信号を正規化することによって提供される簡略化なしに、動釣合わせ（後述する）に必要な信号処理及び計算を実行するように構成することができる。
【００２４】
第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６を利用して、回転軸１２６に沿った２つの異なる箇所において（すなわち、回転軸１２６に対して直交する２つの異なる「測定」面において）半径方向加速度を測定することによって、主ロータ１１４における不釣合い（質量×半径）が測定される。すなわち、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６は、ニュートンの第２法則、Ｆ＝ｍａに従って不釣合いな主ロータ１１４に与えられる反力に対する動的応答を測定する。図示する実施形態では、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６は、第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８それぞれと同一平面上である位置において主ステータ１１８に取り付けられている（すなわち、軸受面が測定面として選択される）。この場合、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６によって測定される半径方向加速度は、これらの位置（第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６の取付位置）にシャフト１２２並びに第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８を介して伝達される、不釣合いな主ロータ１１４によって生成された力によって引き起こされる動きによる。図示する実施形態では、主ステータ１１８は凹部を有し、その中に、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６を、第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８に近接して取り付けることができる。しかしながら、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６を、第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８と同一平面上の他の任意の位置に取り付けることができる。代替的に、機械１１０の構成によって可能な場合は、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６を第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８に直接取り付けることができる。更なる代替例として、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６が、回転軸１２６に沿った２つの異なる位置でロータ不釣合いの測定値に対応する半径方向加速度を正確に測定することができる限り、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６を、第１の軸受１３６及び第２の軸受１３８と同一平面上ではない他の位置に取り付けることができる。第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６の出力測定信号は、図１において線によって概略的に表すように、適切な有線通信リンク又は無線通信リンクを介してコンピューティングデバイス１６０に送信される。
【００２５】
第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６の両方を提供することにより、２つの異なる測定面において不釣合い測定を同時に行うことができる。しかしながら、更なる代替例として、１つの加速度計のみを設けることができ、その場合、不釣合い測定は２つの異なる平面で逐次行われる。すなわち、単一の加速度計は、最初に、第１の取付位置（第１の測定面）に取り付けられて第１の不釣合い測定を行う。そして、その加速度計は、第２の取付位置（第２の測定面）に取り付けられて第２の不釣合い測定を行う。
【００２６】
レーザ１５８は、主ロータ１１４が構成されるタイプの材料、例えば、様々なタイプの金属、金属合金、複合材料、ポリマ、セラミックス、又は回転機器に使用される他の任意の材料をアブレート（除去）するのに適している出力を有する任意のレーザとすることができる。また、本明細書に開示する実施形態では、レーザ１５８は、主ロータ１１４がその通常の動作速度で回転している間に、材料を除去するように操作される。したがって、レーザ１５８は、主ロータ１１４が回転している間の材料アブレーションによって主ロータ１１４の正確な釣合わせを行うのに適している、高速パルス動作、高繰返し周波数及び高発射ロック分解能（firing locking resolution）に対して構成されている。レーザ１５８は、第１のレーザビーム１６２及び第２のレーザビーム１６４を発生させるように構成されている。第１のレーザビーム１６２及び第２のレーザビーム１６４は、回転軸１２６に直交して主ロータ１１４を通過するそれぞれの釣合わせ面Ａ及びＢ（又は、それぞれ第１の面及び第２の面）と光学的に位置合せされる。釣合わせ面Ａ及びＢは、軸１１４又は回転に沿った互いから任意に選択された距離で、かつ回転軸１１４に沿った任意に選択された軸方向位置で間隔を空けて配置することができる。幾つかの実施形態では、レーザ１５８は、それぞれのレーザビーム１６２及び１６４を集中させるように、ビーム出力と主ロータ１１４との間の光路において第１の光学部品１６６及び第２の光学部品１６８（例えば、レンズ）を含むことができる。代替的に、提供されるレーザ１５８のタイプに応じて、外部の光学部品１６６及び１６８を必要としないように、発生する第１のレーザビーム１６２及び第２のレーザビーム１６４を十分にコリメートして集中させることができる。レーザ１５８の動作パラメータ（例えば、パルスのタイミング及び持続時間）を、図１において線によって概略的に表すように、適切な有線通信リンク又は無線通信リンクによって送信される制御信号を介して、コンピューティングデバイス１６０によって制御することができる。後述するように、レーザ１５８を利用して、主ロータ１１４の試行（trial）不釣合いがもたらされ、任意選択的に主ロータ１１４における試行不釣合いが除去され、主ロータ１１４の不釣合いを低減させるか又はなくすように、主ロータ１１４の質量分布が調整される。
【００２７】
レーザ１５８は、レーザ１５８から主ロータ１１４までそれぞれの第１のレーザビーム１６２及び第２のレーザビーム１６４用の２つの光路を確立することができる、主ロータ１１４に対する任意の位置に配置することができる。図示する実施形態では、主ステータ１１８は、その構造を通して、主ステータ１１８の外側から主ロータ１１４にアクセスするのを可能にするボアを有している。したがって、図示する実施形態では、レーザ１５８は、第１のレーザビーム１６２及び第２のレーザビーム１６４がこれらのそれぞれのボアと光学的に位置合せされ、それにより、主ロータ１１４への２つの光路を画定する（同様に、２つの釣合わせ面Ａ及びＢの位置を画定する）ように、配置されている。この構成により、レーザビーム１６２及び１６４は、主ロータ１１４の外周部から材料を除去する。また図示する実施形態では、例として、任意選択の外部光学部品１６６及び１６８が２つのボア内に配置されている。代替的に、レーザビーム１６２及び１６４が主ロータ１１２の一方又は両方の軸方向端部に対して水平に向けられ、それにより、釣合わせ面Ａ及びＢにおいて主ロータ１１４の外周部からではなく、釣合わせ面Ａ及びＢに位置する主ロータ１１２の表面から材料が除去されるように、レーザ１５８を配置し、又は光路を制御する（ミラー等の適切な光学部品を介して）ことができる。
【００２８】
アブレートされる材料は、主ロータ１１４の機能的特徴の不可欠部分、例えば一組のロータブレードとすることができる。代替的に、主ロータ１１４は、アブレーションの目標を提供する目的で特に（場合によってはその目的のためにのみ）提供される追加の材料（犠牲材料）を含むことができる。例えば、主ロータ１１４は、一組のロータブレード等の機能的特徴の両側等の、指定された釣合わせ面Ａ及びＢに位置する材料の中実ディスク（図示せず）を含むことができる。
【００２９】
コンピューティングデバイス１６０は、主コントローラ（又は制御モジュール）１７２とダイナミック信号アナライザ（ＤＳＡ、すなわちダイナミック信号分析モジュール）１７４とを含むものとして概略的に示されている。ＤＳＡ１７４は、パルス発生器１５２並びに加速度計１５４及び１５６から時間領域信号を受け取り、時間領域信号を周波数領域信号に変換し、１回転１出力型パルス信号によって加速度計信号を正規化するように構成することができる。信号がそのように収集され処理されると、ＤＳＡ１７４又は主コントローラ１７２は、一連の計算を実行し、不釣合い（質量×半径）の適切な調整、及び調整が行われるべき位相又は相対角度に対する必要な情報を生成するように構成することができる。ＤＳＡ１７４又は主コントローラ１７２は、この情報を利用して、主ロータ１１４の質量分布に対して適切な調整を行うための必要に応じて、レーザ１５８の動作パラメータ（例えば、レーザビーム印加のタイミング／位相及び持続時間）を制御する制御信号を、レーザ１５８に送信するように構成することができる。概して上述した目的で、コンピューティングデバイス１６０は、当業者が理解するように、ハードウェア（マイクロプロセッサ、メモリ等）コンポーネント、又はハードウェアコンポーネント及びソフトウェアコンポーネント両方を含むことができる。図１において、コンピューティングデバイス１６０はまた、ユーザ入力用のキーパッド、キーボード、ジョイスティック又はマウスコントローラ、ユーザにデータ及び情報を提示するディスプレイデバイス等のユーザインターフェースを提供する入出力デバイスも概略的に表すことができる。
【００３０】
ここで、主ロータ１１４の動釣合わせを行う方法の一例について説明する。まず、ロータ釣合わせ装置１００を機械１１０と接続することにより、ロータ釣合わせ装置１００に対して動作の準備がなされる。本例では、これは、上述したパルス発生器１５２、第１の加速度計１５４、第２の加速度計１５６及びレーザ１５８を取り付けるか又は配置することによって行われる。そして、機械１１０が通常通りに操作されて、主ロータ１１４がその最高の通常の動作速度、又は通常の動作速度より低いか若しくは高い他の任意の速度で駆動される。通常の動作速度に対して制限はないが、例として、それは、およそ数千、数万又は数十万回転／分（ｒｐｍ）とすることができる。そして、ロータ釣合わせ装置１００が操作されて、主ロータ１１４の不釣合いが測定される。特に本例では、コンピューティングデバイス１６０（例えば、ＤＳＡ１６４）は、パルス発生器１５２から１回転１出力型パルス信号を収集し、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６から不釣合い測定信号を取得することによって初期（又は元の）不釣合いを測定する。そして、レーザ１５８を操作して釣合わせ面Ａにおいて主ロータ１１４から材料をアブレートすることにより、釣合わせ面Ａに試行不釣合いがもたらされる。そして、コンピューティングデバイス１６０は、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６から追加の不釣合い測定信号（第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６上の面Ａにもたらされた試行不釣合いの効果に対応する）を収集するとともに、パルス発生器１５２から１回転１出力型パルス信号を収集する。これらのデータを収集した後、面Ａにおける試行不釣合いは、同じ量の材料を元の試行不釣合いがもたらされた場所から１８０度で除去することにより、除去することができる。代替的に、面Ａの試行不釣合いは、後述する、不釣合いを低減させるために行われるべき調整を確定するために行われる後続する計算において考慮される限り、残ることができる。そして、レーザ１５８を操作して釣合わせ面Ｂにおいて主ロータ１１４から材料をアブレートすることにより、釣合わせ面Ｂに試行不釣合いがもたらされる。そして、コンピューティングデバイス１６０は、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６から追加の不釣合い測定信号（第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６上の面Ｂにもたらされた試行不釣合いの効果に対応する）を収集するとともに、パルス発生器１５２から１回転１出力型パルス信号を収集する。
【００３１】
図２は、収集することができる不釣合い測定データの一例を示す。具体的には、図２は、パルス発生器１５２の出力と第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６によって取得された測定値とに対する時間ｔ（任意単位）の関数としての振幅Ａ（任意単位）のプロットである。パルス発生器１５２は、シャフト１２２の１回転毎に１つ振幅のパルスＴ（ｔ）を出力し、その周波数ｆは、シャフト１２２の角速度に相関させることができる。振幅のプロットＵ１（ｔ）及びＵ１（ｔ）は、主ロータ１１４の初期又は元の不釣合い（試行不釣合いを追加する前）からもたらされる、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６それぞれによって測定された加速度に対応する。Ｕ１（ｔ）及びＵ１（ｔ）応答信号は、主ロータ１１４の回転のために正弦波である。振幅Ｔ（ｔ）、Ｕ１（ｔ）及びＵ１（ｔ）は、以下のように周波数領域で表すことができる。
【数１】
2016070929.tif 000003
式中、ωはシャフト１２２の角速度であり、φＵ１は振幅Ｕ１の位相であり、φＵ２は振幅Ｕ２の位相である。面Ａ、Ｕ１Ａ（ｔ）及びＵ２Ａ（ｔ）において試行不釣合いをもたらした後、かつ面Ｂ、Ｕ１Ｂ（ｔ）及びＵ２Ｂ（ｔ）において試行不釣合いをもたらした後、第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６の正弦波応答を示すように、同様のプロットを生成することができる。これらの振幅は、同様に、以下のように周波数領域で表すことができる。
【数２】
2016070929.tif 000004
式中、φＵ１Ａ、φＵ２Ａ、φＵ１Ｂ及びφＵ２Ｂは、それぞれ振幅Ｕ１Ａ（ｔ）、Ｕ２Ａ（ｔ）、Ｕ１Ｂ（ｔ）及びＵ２Ｂ（ｔ）の位相である。
【００３２】
成分ωｔは、値をＴ（ｔ）によって正規化することによって全ての測定値から除去することができる。例えば、振幅Ｕ１（ｔ）に対する値の正規化を、以下のように行うことができる。
【数３】
2016070929.tif 000005
【００３３】
以下のように、他の振幅に対する値を正規化した後、同様の値が得られる。
【数４】
2016070929.tif 000006
【００３４】
採用されるアルゴリズムに応じて、後続する計算において成分｜Ｔ｜を完全に排除することができる。
【００３５】
不釣合いを測定した（すなわち、上述したデータの全てを収集した）後、コンピューティングデバイス１６０は、これらの測定データを利用して、主ロータ１１４の質量分布に対して行われるべき調整を計算する。計算された質量調整は、先行するステップで測定された不釣合いを低減させる（又は抑制する）ものである。この計算は、当業者が理解するように、適切なアルゴリズムを実行することによって行うことができる。例えば、計算は、上述した振幅値と同様に、測定面におけるモーメントを計算するために、振幅が測定される２つの測定面（第１の加速度計１５４及び第２の加速度計１５６が位置する面）と２つの釣合わせ面Ａ及びＢとの相対的な軸方向距離に基づくことができる。行われるべき質量調整の位置（半径、軸方向位置及び角度位置）は、質量調整が２つの測定面における力Ｆ及びモーメントＭを平衡状態にする、すなわちΣＦ＝０及びΣＭ＝０である位置として求めることができる。典型的な実施形態では、コンピューティングデバイス１６０は、計算を自動で行うように構成されているが、他の実施形態では、計算はユーザが手作業で行うことができる。
【００３６】
そして、レーザ１５８の動作パラメータは、計算された質量調整に基づいて求められる。動作パラメータは、材料アブレーションによって主ロータ１１４の質量分布を適切に調整し、したがって主ロータ１１４の動釣合わせを行うための必要に応じて、それぞれの釣合わせ面Ａ及びＢにおいて主ロータ１１４に適用される第１のレーザビーム１６２及び第２のレーザビーム１６４のパルスのタイミング、持続時間及び総数を含むことができる。そして、レーザ１５８が操作されて、コンピューティングデバイス１６０から送信される制御信号に応じて必要な材料アブレーションが行われる。レーザ１５８が、図１に示すように２つのレーザビーム（第１のレーザビーム１６２及び第２のレーザビーム１６４）を出力するように構成されている場合、面Ａ及びＢにおいて適切な不釣合い調整を同時に行うことができる。一方で、１つのレーザビームのみが利用される場合、面Ａ又はＢにおける補正を行った後、レーザビームは、他方の面に移動し（例えば、光学部品を調整する、レーザ１５８を移動させる等により）、他方の面における不釣合いを補正するように発射される。
【００３７】
その後、主ロータ１１４における不釣合いを再び測定することができ、主ロータ１１４の所望のレベルの釣合わせ（したがって、所望のレベルの残留不釣合い）が達成されるまで、上述した手続き全体を１回又は複数回の追加の反復で繰り返すことができる。不釣合い補正の上述したプロセスは、回転系が線形である場合、原則的に確定的であることが留意されよう。実際には、系は非線形である（例えば、シャフト１２２が無限には剛性でないこと、加速度計１５４及び１５６の間の交差測定等による）ため、プロセスでは、通常、所望のレベルの釣合わせに収束するために数回の反復が必要である。
【００３８】
ここで、ターボ分子ポンプ又は他のタイプのポンプの場合におけるように、釣合わせが行われるべきロータが一組の回転ブレードを含む、本明細書に開示する釣合わせ方法を実施する一例について説明する。不釣合いに対する補正が、ブレードの先端で行われ、かつ各ブレードの先端が１ミリメートル（ｍｍ）未満の幅を有する場合、０．１ｍｍのアブレーション分解能を妥当であるとみなすことができる。６００００ｒｐｍ又は１０００回転／秒（ｒｐｓ）の最高回転速度を想定すると、回転速度（velocity）は、２π×１０００＝６２８０ラジアン／秒（ｒａｄ／ｓ）である。マイクロ秒レーザパルスが利用される場合、カバーされる角度は約０．００６ｒａｄとなる。ロータの外径が１００ｍｍである（したがって、半径が５０ｍｍすなわち０．０５ｍである）と更に想定すると、円周の一点によってカバーされる距離は、０．０００３ｍすなわち３００マイクロメートル（μｍ）となる。この状況では、１００μｍ（０．１ｍｍ）以内の繰返し可能なアブレーションには、約０．３マイクロ秒（μｓ）すなわち３００ナノ秒（ｎｓ）以上のトリガ分解能が必要となる。
【００３９】
市販のナノ秒パルスレーザは、０．００１ｍｍ３／ｓのおよその除去率を有することができる。１００Ｈｚの回転周波数及び５０ｍｍ（０．０５ｍ）の半径では、０．００１ｍｍ３のアルミニウム（約２７００ｋｇ／ｍ３の密度）によってもたらされる遠心力は、約５ニュートン（Ｎ）（Ｆ＝ｍ×ｒ×ω２により）となる。除去率がミリ秒範囲まで制御することができる場合、およそ０．００５Ｎの残留力を達成することができる（非常に低い残留釣合い）。２５ｋｇの重量のポンプの場合、これにより、ステータにおける残留加速度がａ＝ｆ／ｍ＝（０．００５Ｎ）／（２５ｋｇ）＝０．０００２ｍ／ｓ２になる。したがって、ナノ秒パルスレーザを利用することにより、達成可能な不釣合い補正は、主に系のフロアノイズ及び非線形性によって制限される４桁から５桁の非常に広いダイナミックレンジを包含することができることを理解することができる。
【００４０】
図３は、幾つかの実施形態によるロータの動釣合わせを行う方法を示すフローチャート３００である。ロータは、動作速度で回転するように駆動され（ステップ３０２）、動作速度は、ロータのその通常の動作環境（例えば、ロータが設置されその意図された機能を行う機械）における通常の動作速度、又は上述したような通常の動作速度より小さいか又は大きい回転速度とすることができる。ロータにおける不釣合いが測定される（ステップ３０４）。そして、ロータの質量分布において行われるべき調整が、測定された不釣合いに基づいて計算される（ステップ３０６）。計算は、調整が不釣合いを低減させるために有効となるように行われる。そして、質量（又は質量分布）は、レーザを操作して、計算された調整に基づく動作パラメータに従ってロータから材料をアブレートすることにより、不釣合いを低減させるように調整される（ステップ３０８）。上述した測定するステップ、計算するステップ及び調整するステップは、ロータが動作速度で回転している間、及びその通常の動作環境に設置されているか又は組み立てられている間に行うことができる。
【００４１】
上述した説明から明らかであるように、本明細書に開示する実施形態により、ロータの釣合わせを行うために必要な質量調整を行うために、ロータ等の回転機器を停止させる必要をなくすことができる。システムが所望の回転速度に達し、不釣合いに関連するデータが収集されると、特定の時点及び持続時間において高速パルスレーザをトリガするために必要な情報を生成するように、データを操作することができる。このように、必要な量の質量調整を、正確な位置で達成することができる。系において所望のレベルの釣合いを達成する必要に応じて、プロセスを１回又は複数回繰り返すことができる。回転質量を停止及び再始動させる必要がないため、非常に迅速に、本明細書に開示した釣合わせプロセスを行い、必要な場合に釣合わせプロセスの再反復を行うことができる。
【００４２】
さらに、本明細書に開示した実施形態により、系の最高の通常の動作速度（又は他の任意の所望の速度）でのみではなく、系がその通常形態で完全に組み立てられている間にも、釣合わせを行うことを可能にすることができる。したがって、釣合わせが行われるべきロータは、系から分解される必要がなく、系に設置され続け、通常のように動作している間に釣合わせを行うことができ、釣合わせには系に対するいかなる修正又は変更も不要である。これは、回転シャフトに可撓性があり、さらに、上述しかつ図１に示す例におけるように、ロータが支持軸受から片持ちされている系の場合に、特に顕著である。こうした場合、最高回転速度で、及び完全に組み立てられている間に系の釣合わせを行うことができない場合、達成することができる釣合わせのレベルが制限され、それは、不釣合いによってもたらされる力が回転（角）速度の二乗に比例し、シャフトが撓曲する際に質量中心の変位が増大するため、不釣合い力が回転速度によって増大するためである。したがって、本明細書に開示した実施形態は、釣合わせに必要な時間の短縮だけでなく、より高くより正確なレベルの釣合わせも提供することができる。
【００４３】
例示的な実施形態
ここで開示されている主題により提供される例示的な実施形態は、以下を含むが、これらに限定されない。
【００４４】
１．ロータの動釣合わせ方法であって、ロータに軸の回りを回転させることと、ロータにおける不釣合いを測定することと、測定された不釣合いに基づいてロータの質量分布に対して行われるべき調整を計算することと、レーザを操作して、計算された調整に基づく動作パラメータに従ってロータから材料をアブレートすることにより、不釣合いを低減させるように質量分布を調整することとを含み、測定、計算及び調整は、ロータが回転している間に行われる、ロータの動釣合わせ方法。
【００４５】
２．ロータが、シャフトと、軸の回りを回転するようにシャフトを支持する複数の軸受とを備える機械に設置されている間に、測定、計算及び調整が行われ、ロータは、シャフトに取り付けられかつシャフトとともに回転する、実施形態１の方法。
【００４６】
３．ロータを動作速度で回転させることを含み、動作速度は、機械の通常の動作速度、機械の通常の動作速度より低い速度、又は機械の通常の動作速度より高い速度である、実施形態２の方法。
【００４７】
４．機械は、ポンプ、タービン、プロペラ、インペラ、歯車、ドラム、フライホイール及びエンジンからなる群から選択された構成を有する、実施形態２又は３の方法。
【００４８】
５．機械にロータ釣合わせ装置を移送することと、ロータ釣合わせ装置を操作して測定するステップ、計算するステップ及び調整するステップを行うこととを含む、実施形態２〜４のいずれかの方法。
【００４９】
６．ロータを回転させる前に、ロータを機械に移送することを含む、実施形態２〜４のいずれかの方法。
【００５０】
７．不釣合いを更に低減させるように、測定するステップ、計算するステップ及び調整するステップを１回又は複数回繰り返すことを含む、先行する実施形態のいずれかの方法。
【００５１】
８．ロータは、軸の回りをシャフトとともに回転し、シャフトは、少なくとも第１の軸受及び第２の軸受によって支持され、不釣合いを測定することは、軸に対する第１の軸受の第１の面における半径方向加速度を測定することと、軸に対する第２の軸受の第２の面における半径方向加速度を測定することとを含む、先行する実施形態のいずれかの方法。
【００５２】
９．第１の軸受の半径方向加速度を測定すること及び第２の軸受の半径方向加速度を測定することは、同時に行われる、実施形態８の方法。
【００５３】
１０．第１の軸受の半径方向加速度を測定することは、第１の軸受に又は第１の軸受が取り付けられたステータに取り付けられた第１の加速度計を操作することを含み、第２の軸受の半径方向加速度を測定することは、第２の軸受に又は第２の軸受が取り付けられたステータに取り付けられた第２の加速度計を操作することを含む、実施形態８又は９の方法。
【００５４】
１１．第１の加速度計及び第２の加速度計は同じ加速度計であり、第２の軸受の半径方向加速度を測定することは、加速度計を、第１の軸受から又は第１の軸受と同一平面上のステータの位置から、第２の軸受まで又は第２の軸受と同一平面上のステータの位置まで移動させることを含む、実施形態１０の方法。
【００５５】
１２．不釣合いを測定することは、初期不釣合いを測定することと、それに続く、ロータの第１の面に位置する第１の試行不釣合いと、第１の面から軸方向距離にあるロータの第２の面に位置する第２の試行不釣合いとを測定することとを含む、先行する実施形態のいずれかの方法。
【００５６】
１３．第１の試行釣合いを測定する前に第１の試行不釣合いをもたらし、第１の試行不釣合いを測定した後に、第２の試行不釣合いをもたらすことを含む、実施形態１２の方法。
【００５７】
１４．第１の試行不釣合いをもたらすこと及び第２の試行不釣合いをもたらすことは、レーザを操作して第１の面及び第２の面において材料をアブレートすることを含む、実施形態１３の方法。
【００５８】
１５．第１の試行不釣合いを測定した後、第２の試行不釣合いをもたらす前に第１の試行不釣合いを除去することを含む、実施形態１３又は１４の方法。
【００５９】
１６．第１の試行不釣合いを除去することは、レーザを操作してロータから材料をアブレートすることを含む、実施形態１５の方法。
【００６０】
１７．ロータの質量分布に対して行われるべき調整を計算することは、第１の面において質量分布に対して行われるべき調整と、第２の面において質量分布に対して行われるべき分布とを計算することを含む、実施形態１２〜１６のいずれかの方法。
【００６１】
１８．質量分布を調整することは、レーザを操作して、第１の面及び第２の面から材料をアブレートすることを含む、実施形態１２〜１７のいずれかの方法。
【００６２】
１９．質量分布を調整することは、第１の面及び第２の面における質量分布を同時に又は逐次調整することを含む、実施形態１２〜１８のいずれかの方法。
【００６３】
２０．ロータは、シャフトとともに回転し、本方法は、各々がシャフトの１回転に対応する複数の１回転１出力型パルスを発生させることと、パルスに基づいて、測定された不釣合いを正規化することとを更に含む、先行する実施形態のいずれかの方法。
【００６４】
２１．ロータの動釣合わせ装置は、ロータが回転している間に、取付位置における半径方向加速度を測定することにより、ロータにおける不釣合いを測定するように構成されるとともに、測定された半径方向加速度を示す測定信号を出力するように構成された加速度計と、ロータが回転している間に、ロータから材料をアブレートするように構成されたレーザと、加速度計から測定信号を受け取り、測定信号に基づいてロータの質量分布に対して行われるべき調整を計算し、レーザを制御して、計算された調整に基づく動作パラメータに従って、ロータが回転している間にロータから材料をアブレートすることにより、不釣合いを低減させるように質量分布を調整するように構成されたコンピューティングデバイスとを備える、ロータの動釣合わせ装置。
【００６５】
２２．装置は携帯型である、実施形態２１の装置。
【００６６】
２３．ロータを回転させるように構成された機械を備え、加速度計は機械に取り付けられるように構成され、レーザは、ロータの１つ又は複数の選択された釣合わせ面と光学的に位置合せされるように、機械に対して取り付けられるように構成される、実施形態２１又は２２の装置。
【００６７】
２４．加速度計は、第１の取付位置に取り付けられるように構成された第１の加速度計と、第２の取付位置に取り付けられるように構成された第２の加速度計とを含む、実施形態２１〜２３のいずれかの装置。
【００６８】
２５．コンピューティングデバイスは、初期不釣合い、ロータの第１の面に位置する第１の試行不釣合い、及び第１の面から軸方向距離にあるロータの第２の面に位置する第２の試行不釣合いの測定値に対応する測定信号に基づいて調整を計算するように構成される、実施形態２１〜２４のいずれかの装置。
【００６９】
２６．コンピューティングデバイスは、レーザを制御して、第１の面においてロータから材料をアブレートすることにより第１の試行不釣合いをもたらし、第２の面においてロータから材料をアブレートすることにより第２の試行不釣合いをもたらすように構成される、実施形態２５の装置。
【００７０】
２７．ロータがともに回転するシャフトの１回転毎に１つパルスを発生させるように構成された１回転１出力型パルス発生器を備え、コンピューティングデバイスは、１回転１出力型パルス発生器から受け取られるパルスに基づいて調整を計算するように構成される、実施形態２１〜２６のいずれかの装置。
【００７１】
上述しかつ図１に概略的に示すコンピューティングデバイス１６０等のコンピューティングデバイスは、制御全体を提供する主電子プロセッサ、及び専用の制御動作又は特定の信号処理タスク（例えば、グラフィックスプロセッシングユニット、すなわちＧＰＵ）に対して構成された１つ又は複数の電子プロセッサとすることができるプロセッサ（通常は電子ベース）を含むことができることが理解されよう。コンピューティングデバイス１６０はまた、データ及び／又はソフトウェアを格納する１つ又は複数のメモリ（揮発性及び／又は不揮発性）も含むことができる。コンピューティングデバイス１６０はまた、１つ又は複数のタイプのユーザインターフェースデバイスを制御し、ユーザインターフェースデバイスと、ユーザインターフェースデバイスと通信するコンピューティングデバイス１６０のコンポーネントとの間にインターフェースを提供する１つ又は複数のデバイスドライバも含むことができる。こうしたユーザインターフェースデバイスは、ユーザ入力デバイス（例えば、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、マウス、ジョイスティック、トラックボール等）及びユーザ出力デバイス（例えば、表示画面、プリンタ、視覚的インジケータ又はアラート、可聴インジケータ又はアラート等）を含むことができる。様々な実施形態では、コンピューティングデバイス１６０は、１つ若しくは複数のユーザ入力デバイス及び／又はユーザ出力デバイスを含むか、又は少なくともそれらと通信するものとみなすことができる。コンピューティングデバイス１６０はまた、メモリ及び／又は１つ又は複数のタイプのコンピュータ可読媒体に含まれる１つ又は複数のタイプのコンピュータプログラム又はソフトウェアも含むことができる。コンピュータプログラム又はソフトウェアは、本明細書に開示する方法のうちのいずれかの全て又は一部を実行する命令（例えば、論理命令）を含むことができる。コンピュータプログラム又はソフトウェアは、アプリケーションソフトウェア及びシステムソフトウェアを含むことができる。システムソフトウェアは、ハードウェアとアプリケーションソフトウェアとの間の対話を含む、コンピューティングデバイス１６０の様々な機能を制御し管理するオペレーティングシステム（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）オペレーティングシステム）を含むことができる。特に、オペレーティングシステムは、表示画面等のユーザ出力デバイスを介して表示可能なグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を提供することができ、ユーザは、キーボード又はポインティングデバイス（例えば、マウス）等のユーザ入力デバイスを用いてそれと対話することができる。コンピューティングデバイス１６０はまた、上述したもののような信号を受け取りかつ処理するとともに、表示デバイスにテキストフォーマット又はグラフィカルフォーマットで提示するためにデータをフォーマットする、ＤＳＡ１６４（図１）等、１つ又は複数のデータ収集／信号調整コンポーネント（ハードウェア、ファームウェア及び／又はソフトウェアで具現化することができる）も含むことができる。
【００７２】
本明細書で用いる際の「インターフェース」又は「ユーザインターフェース」は、概して、ユーザがコンピューティングデバイスと対話するシステムである。インターフェースは、ユーザがコンピューティングデバイスを操作するのを可能にする入力（例えば、ユーザ入力デバイス）を含むことができ、システムが情報及び／又はデータを提示すること、ユーザの操作の効果を示すこと等を可能にする出力（例えば、ユーザ出力デバイス）を含むことができる。コンピューティングデバイスにおけるインターフェースの一例は、ユーザがタイピングより多くの方法でプログラムと対話するのを可能にするグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を含む。ＧＵＩは、通常、ユーザが利用可能な情報及び行為を表すテキストベースのインターフェース、タイピングされたコマンドラベル又はテキストナビゲーションとは対照的に（又はそれに加えて）、表示オブジェクト及び視覚的インジケータを提供することができる。例えば、インターフェースは、コンピューティングデバイスのユーザが対話するために選択可能な表示ウィンドウ又は表示オブジェクトとすることができる。表示オブジェクトは、コンピューティングデバイスの表示画面に表示することができ、インターフェースを用いてユーザが選択し対話することができる。１つの限定しない例では、コンピューティングデバイスのディスプレイは、表示アイコンを表示することができるタッチスクリーンとすることができる。ユーザは、表示アイコンを選択するために、表示アイコンが表示されるタッチスクリーンの領域を押し込むことができる。別の例では、ユーザは、キーパッド等のコンピューティングデバイスの他の任意の好適なインターフェースを用いて、表示アイコン又は表示オブジェクトを選択することができる。例えば、ユーザは、カーソルを移動させるトラックボール又は矢印キーを用いて表示オブジェクトを強調表示し選択することができる。
【００７３】
本明細書に記載したプロセス、サブプロセス及びプロセスステップのうちの１つ又は複数を、１つ又は複数の電子デバイス又はデジタル制御デバイスにおいて、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又は上述したもののうちの２つ以上の組合せによって実行することができることが理解されよう。ソフトウェアは、例えば、図１に概略的に示すコンピューティングデバイス１６０等、適切な電子処理コンポーネント又はシステムのソフトウェアメモリ（図示せず）に存在することができる。ソフトウェアメモリは、論理機能（すなわち、デジタル回路若しくはソースコード等のデジタル形態で、又はアナログ電気信号、音声信号若しくはビデオ信号等のアナログソース等のアナログ形態で実施することができる、「ロジック」）を実施する実行可能命令の順序付きリストを含むことができる。それらの命令は処理モジュール内で実行することができ、処理モジュールは、例えば、１つ若しくは複数のマイクロプロセッサ、汎用プロセッサ、プロセッサの組合せ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。さらに、概略図は、アーキテクチャ又は機能の物理的レイアウトによって限定されない物理的（ハードウェア及び／又はソフトウェア）実施態様を有する機能の論理的分割を記載する。本明細書に記載したシステムの例は、種々の構成で実施することができ、単一のハードウェア／ソフトウェアユニットで、又は別個のハードウェア／ソフトウェアユニットでハードウェア／ソフトウェアコンポーネントとして動作することができる。
【００７４】
実行可能命令は、命令が格納されたコンピュータプログラム製品として実施することができ、命令は、電子システム（例えば、図１のコンピューティングデバイス１６０）の処理モジュールによって実行されると、電子システムに対し命令を実行するように指示する。コンピュータプログラム製品は、電子コンピュータベースシステム、プロセッサを含むシステム、又は選択的に命令実行システム、命令実行装置又は命令実行デバイスから命令を取り出しそれらの命令を実行することができる他のシステム等の命令実行システム、命令実行装置又は命令実行デバイスによって又はそれらと接続して使用される任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体において選択的に具現化することができる。本開示の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、命令実行装置又は命令実行デバイスによって又はそれらと接続して使用されるプログラムを格納することができる任意の非一時的手段である。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、選択的に、例えば、電子、磁気、光学、電磁気、赤外線又は半導体のシステム、装置又はデバイスとすることができる。非一時的コンピュータ可読媒体のより具体的な例の非網羅的リストには、１本又は複数本のワイヤを有する電気接続（電子的）、ポータブルコンピュータディスケット（磁気的）、ランダムアクセスメモリ（電子的）、リードオンリメモリ（電子的）、例えばフラッシュメモリ等の消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（電子的）、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のコンパクトディスクメモリ（光学的）及びデジタルバーサタイルディスクメモリ、すなわちＤＶＤ（光学的）が挙げられる。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、プログラムが印刷される紙又は別の適切な媒体とすることさえもできることに留意されたい。それは、プログラムは、例えば紙又は他の媒体の光学的スキャンを介して電子的に取り込み、その後、必要な場合は適切な方法で、コンパイルし、解釈し又は他の方法で処理し、その後、コンピュータメモリ又は機械メモリに格納することができるためである。
【００７５】
本明細書において用いられるときに、「信号通信する」という用語は、２つ以上のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールが、或るタイプの信号経路を介して進行する信号を介して互いに通信することができることを意味することも理解されよう。それらの信号は、第１のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールとの間の信号経路に沿って第１のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールから第２のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールに情報、電力又はエネルギーを伝達することができる、通信信号、電力信号、データ信号又はエネルギー信号とすることができる。信号経路は、物理的接続、電気的接続、磁気的接続、電磁的接続、電気化学的接続、光学的接続、有線接続又は無線接続を含むことができる。また、信号経路は、第１のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールと第２のシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールとの間の更なるシステム、デバイス、コンポーネント、モジュール又はサブモジュールを含む場合もある。
【００７６】
概して、「通信する（communicate）」及び「通信している（in...communication with）」（例えば、第１のコンポーネントが第２のコンポーネントと「通信する」又は「通信している」）等の用語を、本明細書では、２つ以上のコンポーネント又は要素間の構造的、機能的、機械的、電気的、信号、光、磁気、電磁気、イオン又は流体関係を示すように用いている。したがって、１つのコンポーネントが第２のコンポーネントと通信すると言われることは、第１のコンポーネントと第２のコンポーネントとの間に追加のコンポーネントが存在し、及び／又はそれらに動作的に関連するか若しくは関与する可能性を排除するようには意図されていない。
【００７７】
本発明の様々な態様又は詳細を、本発明の範囲から逸脱することなく変更することができることが理解されよう。さらに、上記説明は、単に例示の目的のものであって限定の目的のものではなく、本発明は特許請求の範囲によって規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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