(57)【要約】【課題】アンバランス修正に係る作業時間を短縮し、生産工程のサイクルタイムを短縮する。また併せて、アンバランス修正精度を向上させる。【解決手段】回転体における回転アンバランスの円周上の位置及び大きさを測定し前記回転アンバランスを修正する回転アンバランス修正装置であって、回転試料脱着ステージ、バランス測定ステージ、バランス修正ステージ及びバランス再検査ステージよりなる４つのステージを円周上に配置したターンテーブル構造を有し、前記ターンテーブルは前記４つのステージごとに間欠回転し、回転試料脱着工程、バランス測定工程、バランス修正工程及びバランス再検査工程よりなる４つの工程を４つの回転体を対象として同時進行で行なう構造であることを特徴とする。【選択図】図１
2016057262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体における回転アンバランスの円周上の位置及び大きさを測定し前記回転アンバランスを修正する回転アンバランス修正装置であって、
回転試料脱着ステージ、バランス測定ステージ、バランス修正ステージ及びバランス再検査ステージよりなる４つのステージを円周上に配置したターンテーブル構造を有し、前記ターンテーブルは前記４つのステージごとに間欠回転し、回転試料脱着工程、バランス測定工程、バランス修正工程及びバランス再検査工程よりなる４つの工程を４つの回転体を対象として同時進行で行なう構造であることを特徴とする回転アンバランス修正装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転アンバランス修正装置において、
前記４つの回転体を保持する４本のフレームを円周上に配置し、前記４本のフレームはそれぞれ前記ターンテーブルの回転中心と同軸で回転可能かつ揺動可能な構造であることを特徴とする回転アンバランス修正装置。
【請求項３】
請求項２記載の回転アンバランス修正装置において、
前記４本のフレームのうち円周上互いに隣り合う第１及び第２フレームに対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する第１Ｌ字型フレーム連接部材と、残りの第３及び第４フレームに対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する第２Ｌ字型フレーム連接部材とを配置し、
前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材を相対回転可能とすることにより、前記バランス測定ステージに位置するフレームの揺動力を前記バランス再検査ステージに位置するフレームに伝達せず、反対に前記バランス再検査ステージに位置するフレームの揺動力を前記バランス測定ステージに位置するフレームに伝達しない構造であることを特徴とする回転アンバランス修正装置。
【請求項４】
請求項３記載の回転アンバランス修正装置において、
前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材に対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する四つ爪付きプーリを配置し、
前記四つ爪付きプーリは、前記ターンテーブルの回転時のみ前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材に接触するとともに前記ターンテーブルの回転停止時は僅かに後退・逆回転して非接触とすることにより前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材間のフレーム揺動力の伝達を遮断する構造であることを特徴とする回転アンバランス修正装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の回転アンバランス修正装置において、
前記回転体は、自動車等車両に装着するクランクプーリ等のプーリ製品又はダイナミックダンパ若しくはトーショナルダンパ等のダンパ製品であることを特徴とする回転アンバランス修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体における回転アンバランス（重心オフセット）の円周上の位置及び大きさを測定しこれを修正するために用いられる回転アンバランス修正装置に関する。本発明の回転アンバランス修正装置は例えば、高速回転によるアンバランスに起因する振れ回り振動や破損を問題とする回転体の生産・検査工程における自動アンバランス修正装置として用いられる。
【背景技術】
【０００２】
（１）回転アンバランスによる問題
回転体は回転中心に対して重心位置の偏りがある場合、偏り方向に遠心力（＝ｍｒω２、ｍ＝回転体の重量、ｒ＝回転中心と重心との距離｛半径｝、ω＝角速度）が発生し、振れ回り振動や、最悪の場合、バースト破損する恐れがある。遠心力は前述の式、ω（角速度）の二乗に比例することから、自動車エンジンなど高速で回転する機械に用いられる回転部品はアンバランス量（＝ｍｒ）を小さくする必要がある。
【０００３】
生産過程において、回転体を寸法精度良く生産しても重心位置は回転中心より僅かに偏芯するため、アンバランスが懸念される回転体では生産工程において、アンバランスの検査と、規定アンバランスを満足しない場合のアンバランス修正が必要となる。
【０００４】
例えば、自動車のタイヤの場合、ホイールリム部に修正錘を付加し、アンバランスを補正する。また、自動車エンジンのクランクプーリの場合、重心偏芯側の任意の箇所にドリルで穴を開け、偏り側の重量を軽くし、重心の偏芯量を小さく補正する。
【０００５】
（２）従来技術
代表的なアンバランス測定技術として、特許第３２１３１０２号発明を例に説明する。
【０００６】
当従来技術では、図１２に示す模式図の通り、回転体（回転試料）５１を保持する回転軸機構６１を垂直トーションバー６２と水平トーションバー６３の両トーションバー６２，６３で支持している。両トーションバー６２，６３の組合せ合成により、左右方向に発生するアンバランス振れ回り振動を検出・解析し、アンバランス量とアンバランス位置を導き出す。
【０００７】
当従来技術では、図１３（Ａ）に示すように、垂直トーションバー６２により、回転試料５１を保持する回転軸機構６１は垂直面Ｍ１に対し、円弧上の軌跡を辿る。同様に水平トーションバー６３は回転軸機構６１を水平面Ｍ２上に円弧運動させる。したがってミクロ的に見れば回転軸機構６１は左右方向の振動と見なせるものの、マクロ的には回転軸機構は図１３（Ｂ）に示すように斜めの面Ｍ３上を円弧運動する挙動を示す。したがって回転軸機構６１および回転試料５１は左右方向の振動の他に、僅かではあるが上下方向の振動も伴うことが理解できる。
【０００８】
一方、このような設備は回転軸機構６１単独において僅かなアンバランスを有し、使用前にキャリブレーション（校正）を行なう必要がある。一般的には、既知のアンバランスを設定したマスターワークを用い、マスターワークのアンバランス方向を３６０度等配分（例えば４等配＝９０度でマスターワークのアンバランス方向を変えながら装着する）し、アンバランスを等配分の数だけ計測し、最後に平均化処理することで回転軸機構６１単独でのアンバランス量を設備に記憶させ、以後計測する回転試料５１の計測結果からマスターワークでのアンバランス平均値を差し引くことで、計測精度を高める工夫が行なわれる。
【０００９】
したがって、前述の微少な上下振動を伴う回転軸機構６１の円弧状の挙動軌跡は、マスターワークの上下方向重心位置に対して、厳密な設計と工作精度を要求する。何故ならば、円弧運動する物体の共振周波数は、物体の重心が描く円弧軌跡の半径、つまり振子の等時性原理により確定される。したがって、下方向の挙動を伴う円弧運動を示す従来技術は、マスターワークの上下方向重心位置と回転試料５１の重心位置が異なった場合、回転軸機構６１の共振周波数が変化する。この共振周波数の変化は、アンバランス位置と振れ回り振動との位相角に影響を与える。位相角とは、力の正弦波形と振動変位の正弦波形とのズレを角度で表した物理量であり、例えば、極低回転域においてはアンバランスによる遠心力方向と回転軸機構６１の左右方向振動はほぼ同相（位相角ゼロ）、やや回転数が上がるとアンバランスによる遠心力方向と回転軸機構６１の左右方向振動との角度的ズレが発生し（９０度未満）、共振周波数となる回転数ではアンバランスによる遠心力方向と回転軸機構６１の左右方向振動は９０度の位相角が発生する。つまり共振周波数ではアンバランスによる遠心力の方向が前後の何れかを向いた瞬間に回転軸機構６１の左右方向振動は左右何れかの方向で最大振幅を示す、共振周波数を超える回転数では、徐々位相角を増し位相角１８０度でサチレートする。一般的にバランス計測機材はタイヤ以下の小型の回転試料の場合、共振周波数より高く位相角が１８０度に近くなる回転数で計測を行なう。位相角が１８０度に近ければ、アンバランスによる遠心力が強大でも、回転軸機構６１の振動変位は遠心力と向きが反対となり振動による回転軸機構６１の慣性質量による慣性抵抗によって振動振幅が弱まり、設備自体の異常振動を抑制することができて作業の安全度が増す防振作用が得られる。
【００１０】
したがって図１４のグラフ図に示す通り、前述のマスターワークと回転試料５１との上下方向の重心誤差は共振周波数に影響を与え、計測回転数における位相角も異なったものとなる。位相角が変わる場合、当設備が演算したアンバランス位置は、位相角の誤差分だけ間違った箇所を示すことに、適正なアンバランス計測が出来ない問題を生じる。
【００１１】
このような回転軸が垂直で且つ垂直面上に円弧運動する振動要素を持つ従来技術の場合、マスターワークと回転試料５１の上下方向重心位置を厳密に一致させれば振動位相角のズレは抑制できるが、マスターワークの設計・工作精度に大変な労力を要求する。
【００１２】
次にバランス修正工程は、図１５に示す４つの作業ステージＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤから成り、回転試料５１装着から取出しまで長大な時間を要す。周りの生産工程とのバランスからバランス修正機の台数を増やし、タイミングをずらすことで全生産工程のサイクルタイムの適正化が計れるものの、設備投資金額が増え、製品価格の高騰を招く恐れがある。
【００１３】
以上のことから、従来技術は二つの懸念事項を有する。
（１）マスターワークおよび測定試料５１の上下方向重心位置の差異でアンバランス位置計測精度に誤差が生じる。
（２）作業時間が長く、生産工程のサイクルタイムを長くし、製品の低価格化が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第３２１３１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は以上の点に鑑みて、アンバランス修正に係る作業時間を短縮し、生産工程のサイクルタイムを短縮することができる回転アンバランス修正装置を提供することを目的とし、併せて、アンバランス修正精度を向上させることができる回転アンバランス修正装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による回転アンバランス修正装置は、回転体における回転アンバランスの円周上の位置及び大きさを測定し前記回転アンバランスを修正する回転アンバランス修正装置であって、回転試料脱着ステージ、バランス測定ステージ、バランス修正ステージ及びバランス再検査ステージよりなる４つのステージを円周上に配置したターンテーブル構造を有し、前記ターンテーブルは前記４つのステージごとに間欠回転し、回転試料脱着工程、バランス測定工程、バランス修正工程及びバランス再検査工程よりなる４つの工程を４つの回転体を対象として同時進行で行なう構造であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項２による回転アンバランス修正装置は、上記した請求項１記載の回転アンバランス修正装置において、前記４つの回転体を保持する４本のフレームを円周上に配置し、前記４本のフレームはそれぞれ前記ターンテーブルの回転中心と同軸で回転可能かつ揺動可能な構造であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項３による回転アンバランス修正装置は、上記した請求項２記載の回転アンバランス修正装置において、前記４本のフレームのうち円周上互いに隣り合う第１及び第２フレームに対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する第１Ｌ字型フレーム連接部材と、残りの第３及び第４フレームに対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する第２Ｌ字型フレーム連接部材とを配置し、前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材を相対回転可能とすることにより、前記バランス測定ステージに位置するフレームの揺動力を前記バランス再検査ステージに位置するフレームに伝達せず、反対に前記バランス再検査ステージに位置するフレームの揺動力を前記バランス測定ステージに位置するフレームに伝達しない構造であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項４による回転アンバランス修正装置は、上記した請求項３記載の回転アンバランス修正装置において、前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材に対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する四つ爪付きプーリを配置し、前記四つ爪付きプーリは、前記ターンテーブルの回転時のみ前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材に接触するとともに前記ターンテーブルの回転停止時は僅かに後退・逆回転して非接触とすることにより前記第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材間のフレーム揺動力の伝達を遮断する構造であることを特徴とする。
【００２０】
更にまた、本発明の請求項５による回転アンバランス修正装置は、上記した請求項１、２、３または４記載の回転アンバランス修正装置において、前記回転体は、自動車等車両に装着するクランクプーリ等のプーリ製品又はダイナミックダンパ若しくはトーショナルダンパ等のダンパ製品であることを特徴とする。
【００２１】
上記構成を備える本発明の回転アンバランス修正装置においては、回転試料脱着ステージ、バランス測定ステージ、バランス修正ステージ及びバランス再検査ステージよりなる４つのステージを円周上配置したターンテーブル構造が設けられ、回転試料脱着ステージにて回転試料脱着工程、バランス測定ステージにてバランス測定工程、バランス修正ステージにてバランス修正工程及びバランス再検査ステージにてバランス再検査工程がそれぞれ位置固定で行なわれ、回転体がターンテーブルの間欠回転により各ステージを順々に巡ってゆくため、１つの回転体に対し上記４つの工程が順々に行なわれ、ターンテーブルの間欠回転ごとに回転試料脱着ステージにて新たな回転体を供給（交換）することにより上記４つの工程が４つの回転体を対象として同時進行で行なわれる。すなわち一つ目の回転体が回転試料脱着ステージ、バランス測定ステージ及びバランス修正ステージにおける各工程を経てバランス再検査ステージにてバランス再検査されるとき、二つ目の回転体は回転試料脱着ステージ及びバランス測定ステージにおける各工程を経てバランス修正ステージにてバランス修正され、三つ目の回転体は回転試料脱着ステージにおける工程を経てバランス測定ステージにてバランス測定され、四つ目の回転体は回転試料脱着ステージにて当該装置に装着され、これらの工程が同時進行で行なわれる。工程終了後ターンテーブルが更に間欠回転すると、一つ目の回転体が回転試料脱着ステージに戻って来、五つ目の新たな回転体と交換される。したがって更なる間欠回転後、上記４つの工程が４つの回転体を対象として同時進行で行なわれる。
【００２２】
したがって本発明では、以下の作用効果が発揮される。
（１）本発明では、従来技術を４台併設した場合と同じ短時間のサイクルタイムとなる。
（２）本発明では、従来技術を４台併設した場合に比べ制御コンピュータが１台（昨今の電子制御デバイスは複数の高度な処理を同時進行でき、プログラム技術の発達により複数の異なった処理を非同期処理した上でターンテーブルの移動など同期すべき処理も可能）で処理可能であり、設備費用の低価格化が可能となる。
（３）本発明では、従来技術を４台併設した場合に比べ、回転試料を高速スピンさせる高価なサーボモータを１台に節約でき、よって同じく設備費用の低価格化が可能となる。
【００２３】
また、本発明では、バランス測定ステージにて回転体をバランス測定するとともにバランス再検査ステージにて回転体をバランス再検査するので、これら２つのステージでは回転体を高速回転させることになり、またこのとき回転体にアンバランスが存在すると、偏った遠心力により回転体を保持したフレームが揺動（往復動）するので、このフレームの揺動についてその周期及び振幅や回転体の回転位置をロードセル又はギャップセンサやロータリエンコーダ等の測定機器で測定することによりアンバランスの位置や大きさを検出する。したがってフレームは、ターンテーブルの間欠回転のためターンテーブルの回転中心と同軸で回転するとともに、この回転作動とは別に、バランス測定又はバランス再検査のためターンテーブルの回転中心と同軸で揺動するように設定されている。したがって本発明では、４つの回転体を保持する４本のフレームが円周上に配置され、この４本のフレームがそれぞれターンテーブルの回転中心と同軸で回転可能かつ揺動可能な構造とされている。
【００２４】
また、このようにフレームがバランス測定ステージ又はバランス再検査ステージにて揺動作動するとき、バランス測定ステージに位置するフレームの揺動力がバランス再検査ステージに位置するフレームに伝達されたり、或いは反対にバランス再検査ステージに位置するフレームの揺動力がバランス測定ステージに位置するフレームに伝達されたりするとバランス再検査又はバランス測定が正確に行なわれずに測定誤差が大きくなることが懸念される。そこで本発明では、４本のフレームを円周上互いに隣り合う第１及び第２フレームと、残りの第３及び第４フレームとに区分けし、第１及び第２フレームに対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する第１Ｌ字型フレーム連接部材と、第３及び第４フレームに対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する第２Ｌ字型フレーム連接部材とを配置し、第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材を相対回転可能とし、これによりバランス測定ステージに位置するフレームの揺動力が再検査ステージに位置するフレームに伝達されず、反対にバランス再検査ステージに位置するフレームの揺動力がバランス測定ステージに位置するフレームに伝達されない構造とした。この構造によればバランス測定ステージ及びバランス再検査ステージ間においてフレームの揺動力が伝達されないため、伝達される場合と比較してアンバランスの測定修正精度を向上させることが可能とされる。
【００２５】
また、上記したように第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材を相対回転可能としたうえでこの両部材に対し１つの回転駆動源から回転トルクを伝達してこれらを回転させるためには、両部材に対し接続される共通のトルク伝達部材が必要とされるところ、このトルク伝達部材が両部材に対し常に接続されたままでは、このトルク伝達部材を介してバランス測定ステージ及びバランス再検査ステージ間においてフレームの揺動力が伝達されてしまうことが懸念される。そこで本発明では、第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材に対し回転駆動源からの回転トルクを伝達する四つ爪付きプーリを配置することにした。この四つ爪付きプーリは、ターンテーブルの回転時のみ第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材に接触することによりこれら双方に対しトルクを伝達するとともに、ターンテーブルの回転停止時には僅かに後退・逆回転して非接触とすることにより第１及び第２Ｌ字型フレーム連接部材間においてフレームの揺動力の伝達を遮断するように設定されており、よってこの構造によればバランス測定ステージ及びバランス再検査ステージ間においてフレームの揺動力が伝達されないため、上記と同様にアンバランスの測定修正精度を向上させることが可能とされる。
【００２６】
本発明において、測定試料である回転体の種類はとくに限定されないが、自動車等車両に装着するクランクプーリ等のプーリ製品又はダイナミックダンパ若しくはトーショナルダンパ等のダンパ製品などは高速で回転するので、回転アンバランスによる不都合が顕在化しやすい。したがって本発明の装置によってこれらプーリ製品やダンパ製品の回転アンバランスを測定しこれを低減・解消することは、これらプーリ製品やダンパ製品を正常に作動させるうえで極めて重要な事柄である。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば、回転試料脱着、バランス測定、バランス修正及びバランス再検査の各ステージよりなる４つのステージにおいて回転試料脱着、バランス測定、バランス修正及びバランス再検査よりなる４つの工程を４つの回転体を対象として同時進行で行なうため、アンバランスの修正に係る作業時間を短縮し、生産工程のサイクルタイムを短縮することができる。また、各工程における作動上の要請にもとづいてフレーム、Ｌ字型フレーム連接部材や四つ爪付きプーリなどを配置することにより作動を円滑化したため、更に上下方向重心位置の差異でアンバランス測定精度に誤差が生じることがないため、アンバランス修正精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例に係る回転アンバランス修正装置の要部斜視図
【図２】同修正装置の要部平面図
【図３】同修正装置の回転作動を示す要部平面図
【図４】同修正装置を前後方向に沿って裁断した状態を示す説明図
【図５】同修正装置を左右方向に沿って裁断した状態を示す説明図
【図６】同修正装置におけるＬ字型フレーム連接部材の説明図
【図７】同修正装置におけるＬ字型フレーム連接部材の説明図
【図８】同修正装置におけるＬ字型フレーム連接部材の説明図
【図９】同修正装置における四つ爪付きプーリの説明図
【図１０】同修正装置における四つ爪付きプーリの説明図
【図１１】同修正装置の回転及び逆回転作動を示す要部平面図
【図１２】従来例に係る回転アンバランス測定装置の要部斜視図
【図１３】同測定装置の作動説明図
【図１４】同測定装置の作動を示すグラフ図
【図１５】従来例に係る回転アンバランス修正作業の工程説明図
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２９】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００３０】
本発明の実施例に係る回転アンバランス修正装置１１を図１以降に示す。各図では当該実施例に係る修正装置１１の要部である動作部材のみを記載し、その他の一般的常識的な要素部材（例えば、機材の筐体カバーやモータの支持部、回転試料を保持するチャック機構、バランス修正のドリルや周辺部材）は省略している。図４に示すように当該修正装置１１は、前後ｘ、左右ｙ及び上下ｚの各方向を備えている。
【００３１】
当該修正装置１１は図２に示すように、４つのステージＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤを円周上９０度ごとの等配状に有するターンテーブル１２の構造（ターンテーブル構造）を特徴とし、作業者Ｐの手前から時計回りに、回転試料脱着ステージＳＡ、バランス測定ステージＳＢ、バランス修正ステージＳＣ及びバランス再検査ステージＳＤを配置する。ターンテーブル１２中央には図１に示すように駆動モータ（回転試料スピンモータ）１３を配置し、この駆動モータ１３に直結した駆動プーリ１４にて図３（Ａ）に示すように、各ステージＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤの回転試料保持プーリ１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ）を常時摩擦駆動する。尚、本図では図を簡素化するため駆動プーリ１４及び回転試料保持プーリ１５として摩擦駆動プーリを用いたが、これらは常時噛み合い式の歯車などであっても良い。
【００３２】
図４及び図５に示すように、各ステージＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤの部材を保持するフレーム１６（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ）がターンテーブル中心軸（保持軸）１７においてベアリング等で個別に回転可能な状態で締結され、各ステージＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤの部材がターンテーブル中心軸１７周りで個別に自由揺動可能とされている。これらフレーム１６（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ）は図６乃至図８に示すように、フレーム下部に設けた２つのＬ字型フレーム連接部材１８，１９によって９０度ずつ２組のフレーム（１６Ａと１６Ｂ，１６Ｃと１６Ｄ）を連接する。尚、フレーム１６（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ）とＬ字型フレーム連接部材１８，１９との間にはロードセル２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）が介在し、フレーム揺動力を計測する。Ｌ字型フレーム連接部材１８，１９もフレーム１６（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ）と同様にターンテーブル中心軸１７周りに夫々個別に回転可能なようにベアリング等で締結されている。Ｌ字型フレーム連接部材１８，１９の下部には図９及び図１０に示すように、Ｌ字型フレーム連接部材１８，１９と時計回りに接触する四つの爪２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが設けられたプーリ（四つ爪付きプーリ）２１が設けられ、、駆動ベルト２２によって設備奥側に設けたターンテーブル駆動用の駆動プーリ２３及び駆動モータ（ターンテーブル回転用モータ）２４と繋がっている。尚、本図では図を簡素化するため駆動ベルト２２として平ベルトを示しているが、タイミングベルトやＶベルトなどトルク伝達が適切なベルト手段を適宜用いるものとする。
【００３３】
図４などに示すように、回転試料脱着ステージＳＡとバランス修正ステージＳＣのフレーム１６（１６Ａ，１６Ｃ）下にはエアシリンダまたは油圧シリンダ等の上下往復動機構２５（２５Ａ，２５Ｃ）を設け、同ステージＳＡ，ＳＣに位置する回転試料突き上げピン２６（２６Ａ，２６Ｃ）を突き上げるとともに、その周辺部材（図では回転試料保持プーリ１５（１５Ａ，１５Ｃ）下部）と嵌合し、同ステージＳＡ，ＳＣに位置したフレーム１６（１６Ａ，１６Ｃ）を固定しその揺動を妨げる。
【００３４】
バランス修正ステージＳＣには、上下往復動機構２５Ｃ及び回転試料突き上げピン２６Ｃによって突き上げられた回転試料保持シャフト２７Ｃと接触する駆動プーリ（本図では小プーリ２９を介在）２８とこの駆動プーリ２８を駆動する駆動モータ（バランス修正位置調整用モータ）３０があり、当モータ３０により、回転試料５１を回転させ、回転試料５１のアンバランス位置を修正ドリルの直下に位置させる。
【００３５】
また図示を省略したが、各モータとしてはロータリエンコーダ（角度検出器）を内蔵したサーボモータを用いるとともに、各ステージＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤの四つの回転試料保持シャフト２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄにもロータリエンコーダを個別に有する。バランス修正ステージＳＣの回転試料５１の直上には、リニアモータやリニアガイド等により上下動するドリルユニットがあり、回転試料５１のアンバランス量に応じて、適宜回転試料５１のアンバランス位置に穴を開け、アンバランスの修正を行なうものとする。
【００３６】
回転試料スピンモータ１３は、従来技術と同様に回転試料の回転数が位相角１８０度近傍となる回転数で回転する（図１４）。バランス修正位置調整用モータ３０及びターンテーブル回転用モータ２４は、位置出し精度や他のステージとのサイクルタイムを考慮した比較的低速な角速度で動作する。ターンテーブル１２内の電線類は保持軸１７中央の中空部等を通りスリップリング等を介し設備本体や電源などと接続する。
【００３７】
以下、各ステージＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤの動作について説明する。
【００３８】
回転試料脱着ステージＳＡ・・・・
バランス再検査ステージＳＤから９０度ターンして回転試料脱着ステージＳＡに達した回転試料保持プーリ１５を上下往復動機構２５が嵌合保持し同ステージＳＡ上のフレーム１６を固定すると同時に、回転試料突き上げピン２６を介して回転試料保持シャフト２７を突き上げ、回転試料保持プーリ１５と同シャフト２７の噛み合いを解き、回転試料５１へのスピン力伝達を遮断する。また電磁ソレノイドやエアーシリンダ等の突き上げ動作を動力源とし、回転試料保持シャフト２７に内装されたチャック（図示せず）が緩み、回転試料５１の保持を解き、バランス再検査を終了した回転試料５１取り出しが可能となる。回転試料保持プーリ１５と同シャフト２７の噛み合いは図６に示すように凹部１５ａと凸部２７ａとの係合による。
【００３９】
次に新しい回転試料５１を回転試料保持シャフト２７に装着し、設備本体の動作開始スイッチ（図示せず）を押すと、上下往復動機構２５が下降し回転試料保持シャフト２７内のチャックが拡張し回転試料５１を保持すると同時に、下降した回転試料保持シャフト２７と回転試料保持プーリ１５が噛み合い回転スピン力を伝達する準備が整うとともに、ターンテーブル１２が９０度回転しバランス測定ステージＳＢへ移動する。
【００４０】
尚、図１１（Ａ）に示すようにターンテーブル回転用モータ２４は９０度のステージ移動Ｔ１を終了し、且つ上下往復動機構２５の突き上げによるフレーム保持を経た後、図１１（Ｂ）に示すように１０度前後の逆回転Ｔ２を行い、Ｌ字型フレーム連接部材１８，１９と四つ爪付きプーリ２１との接触を絶つ。これにより後述するバランス計測とバランス再検査の２つの異なるフレーム揺動力を分離し、個々のロードセル２０には個々のステージＳＢ，ＳＤの揺動力のみが検出される。つまり、四つ爪付きプーリ２１が２つのＬ字型フレーム連接部材１８，１９と接触している場合、四つ爪プーリ２１を介して互いのフレーム揺動力が伝達され、ロードセル２０は誤った２つの複合波形を認識することとなり、バランス計測が不可能となる。
【００４１】
バランス測定ステージＳＢ・・・・
試料脱着ステージＳＡおよびバランス修正ステージＳＣの上下往復動機構２５が突き上げ、両ステージＳＡ，ＳＣ上のフレーム１６を固定した後、静止していた回転試料スピン用モータ１３が回転を始め、規定の回転数で定速回転する。本ステージＳＢ上の回転試料５１はアンバランスによって遠心力が作用し、本ステージＳＢ上のフレーム１６に揺動力を伝達する。本ステージＳＢ上のフレーム１６はＬ字型フレーム連接部材１８（又は１９）によって試料脱着ステージＳＡもしくはバランス修正ステージＳＣのフレーム１６とロードセル２０を介して繋がっており、揺動振幅を抑制される一方、ロードセル２０によって１回転あたり１周期の力の変動波形（正弦波）が計測される。同時に回転試料保持シャフト２７に設けたロータリーエンコーダによって回転試料５１の回転角度位置が計測される。ロードセル２０の波形と回転試料５１の角度位置をフーリエ変換し、個々の波形間における角度差（位相角）を分析することでアンバランス位置が検出できると共に、ロードセル２０波形のピーク値からアンバランス量を検出する。当ステージＳＢ上の回転試料５１のアンバランスの位置と量が検出でき、且つ、後述のバランス再検査が完了した後、回転試料スピン用モータ１３は停止すると共に、ターンテーブル１２が９０度回転してバランス修正ステージＳＣへ移動する。
【００４２】
バランス修正ステージＳＣ・・・・
バランス測定ステージＳＢから送られたフレーム１６を上下往復動機構２５の突き上げによって固定保持するとともに、回転試料保持シャフト２７のフランジ外周面をバランス修正位置修正用プーリ２８に接触させる。また、回転試料スピン用モータ１３からのスピン力は回転試料保持プーリ１５と回転試料保持シャフト２７の噛み合いが解かれることから伝達されない。バランス測定ステージＳＢで得られたアンバランス位置情報と、当ステージＳＣにおける回転試料保持シャフト２７の角度位置情報を基にバランス位置調整用モータ３０が回転し、バランス修正ドリルの直下に回転試料５１のアンバランス位置を回転移動させる。バランス修正ドリルはアンバランス量に応じて回転試料５１のアンバランス位置上の適正重量を穴開けによって軽減しアンバランス量を規定量以下に修正する。バランス修正が終了し、且つ他のステージの作業が完了した後、上下往復動機構２５は下降しフレーム１６の保持を解くと共に回転試料保持シャフト２７と回転試料保持プーリ１５を噛み合わせ回転試料スピン力の伝達が可能となった状態で次のバランス再検査ステージＳＤに９０度回転して移動する。
【００４３】
バランス再検査ステージＳＤ・・・・
当工程は前述のバランス測定ステージＳＢと同じため、説明を割愛する。
【００４４】
尚、揺動するフレーム１６はターンテーブル１２回転中心と同軸であることから、各フレーム１６が揺動移動しても回転試料スピン用プーリ１４の外周面と回転試料保持プーリ１５の外周面は常に接触状態を保つことができる（但し、当該実施例のようにロードセル２０を使った揺動力の計測の場合、フレーム１６の揺動振幅はほとんど無い）。したがってロードセル２０ではなく、振幅を計測するギャップセンサ等の導電型センサを使った場合でも機構上問題はない。
【符号の説明】
【００４５】
１１  回転アンバランス修正装置
１２  ターンテーブル
１３，２４，３０  駆動モータ
１４，２３，２８  駆動プーリ
１５  回転試料保持プーリ
１６  フレーム
１７  中心軸
１８，１９  Ｌ字型フレーム連接部材
２０  ロードセル
２１  四つ爪付きプーリ
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ  爪
２２  駆動ベルト
２５  上下往復動機構
２６  回転試料突き上げピン
２７  回転試料保持シャフト
２９  小プーリ
ＳＡ  回転試料脱着ステージ
ＳＢ  バランス測定ステージ
ＳＣ  バランス修正ステージ
ＳＤ  バランス再検査ステージ
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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