影響係数取得方法
【課題】回転体における２つの切削対象部をそれぞれ切削することで回転体のバランス修正を行う場合に、試し錘を使用することなく、精度のよい影響係数を取得する影響係数取得方法を提供する。
【解決手段】互いに異なる条件で得られた回転体の第１および第２の振動データと、第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部に対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、当該データに基づいて回転体を切削してバランス修正を行う（ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４）。バランス修正の過程で得た振動データと切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する（ステップＳ９）。
【解決手段】互いに異なる条件で得られた回転体の第１および第２の振動データと、第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部に対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、当該データに基づいて回転体を切削してバランス修正を行う（ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４）。バランス修正の過程で得た振動データと切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する（ステップＳ９）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の影響係数を取得する影響係数取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械は、例えば、流体と力を及ぼし合う回転翼が回転体に設けられた流体機械である。流体機械には、原動機と被動機がある。原動機は、流体が回転翼に作用させる圧力により回転体が回転駆動されることで、流体の持つエネルギーを回転運動エネルギーに変換する。原動機としては、例えば、ガスタービン（軸流タービン、ラジアルタービン）がある。被動機は、回転駆動されている回転翼が流体に圧力を作用させることで、回転運動エネルギーを流体に与える。被動機としては、例えば、圧縮機（遠心圧縮機、航空エンジンなどに設けられる軸流圧縮機、斜流圧縮機、横流圧縮機、ポンプ）がある。また、流体機械には、原動機と被動機の両方の機能を持つ過給機もある。
【０００３】
影響係数は、回転機械に設けられる回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す。影響係数は、回転体のバランス修正に利用される。そのため、回転体のバランスを修正する前に、回転機械の影響係数を取得しておく。
【０００４】
影響係数は、例えば、次のように試し錘を使用して求めることができる。まず、試し錘を使用せずに、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。次に、試し錘を回転体に取り付けて、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。その上で、試し錘を使用しない時の振動と、試し錘を取り付けた時の振動と、試し錘の質量および取付位置とから、影響係数を算出する。なお、影響係数の算出に使用する振動は、回転体の回転速度（即ち、１秒間での回転数）と同じ周波数成分の振動であるのがよい。
【０００５】
このように取得した影響係数を用いて、次のように回転体のバランスを修正する。始めに影響係数を用いて、回転体のアンバランスデータを算出する。次に、このアンバランスデータが示す修正位置において、アンバランスデータが示す質量だけ回転体を切削する。これにより、回転体のバランスを修正する。このようなバランス修正方法は、影響係数法といい、例えば、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、試し錘を使用した影響係数取得方法では、以下の問題があった。
（１）試し錘の取り付けおよび取り外しをするため、その分、時間がかかる。
（２）試し錘の取付方法として、接着やネジ止めがあるが、接着の場合は接着剤の質量を把握できず、ネジ止めの場合は、回転中にネジが緩むとネジや試し錘が飛散する。
【０００８】
また、回転体における２つの切削対象部をそれぞれ切削することでバランス修正の精度を向上させることが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、回転体における２つの切削対象部をそれぞれ切削することで回転体のバランス修正を行う場合に、試し錘を使用することなく、精度のよい影響係数を取得する影響係数取得方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明によると、回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
（Ａ）回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法が提供される。
【００１１】
また、上述の目的を達成するため、本発明によると、回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
第１および第２の振動センサを、それぞれ、前記回転体を支持する支持体における互いに異なる箇所に取り付けておき、
（Ａ）回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によると、
（Ｇ）前記（Ｆ）の後、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと前記新たな影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｈ）前記（Ｇ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、前記（Ｇ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削する。
【００１３】
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記（Ｅ）の後であって、前記（Ｆ）の前に、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、該第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値より大きい場合に、前記（Ｆ）を行う。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によると、前記（Ｄ）では、前記（Ｂ）で算出する第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値以下になるまで、または、前記（Ｃ）を前記設定回数だけ行うまで、前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返す。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明によると、互いに異なる条件で得られた第１および第２の振動データと、第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部に対応する第１および第２のアンバランスデータを算出する。従って、これらの第１および第２のアンバランスデータに基づいて、それぞれ、第１および第２の切削対象部を切削してバランス修正を行える。
また、このようなバランス修正の過程で得た振動データと切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出するので、当該影響係数は、バランス修正を行っている回転機械の特性を高精度に反映したものになる。従って、試し錘を使用することなく、高精度な影響係数を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の影響係数取得方法に使用できる影響係数取得装置を示す。
【図２】振動データの説明図である。
【図３】本発明の実施形態による影響係数取得方法を示すフローチャートである。
【図４】回転機械が過給機である場合の影響係数取得装置を示す。
【図５】振動センサを２つ使用する場合の影響係数取得装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１８】
図１（Ａ）は、本発明の影響係数取得方法に使用できる影響係数取得装置１０を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。影響係数取得装置１０は、支持体３、振動センサ５、角度センサ７、演算器９、および切削装置１１を備える。
【００１９】
支持体３は、回転機械の回転体１３を支持する。回転体１３は、支持体３に支持された状態で、回転体１３の中心軸Ｃを中心に回転可能である。なお、支持体３の一部は、回転機械の静止側部材により構成されてもよい。
【００２０】
振動センサ５は、支持体３に取り付けられる。振動センサ５は、回転体１３が回転している状態で、支持体３の振動（即ち、加速度、速度、変位、または荷重）を計測し、該振動を示す振動信号を演算器９に出力する。この振動センサ５として、影響係数の取得に使用可能な公知のセンサを使用できる。
【００２１】
角度センサ７は、回転体１３の回転角を計測し、該回転角を示す回転角信号を演算器９に出力する。この回転角は、回転体１３が１回転することでゼロ度〜３６０度まで変化する。
【００２２】
演算器９は、前記振動信号（計測された振動）と前記回転角信号（計測された回転角）に基づいて振動データを生成する。振動データは、振動の振幅と位相θからなる。図２（Ａ）は、振動の振幅と位相θを示す。図２（Ａ）において、横軸は、角度センサ７により計測された回転体１３の回転角を示し、縦軸は、振動センサ５により計測された振動のうち１次振動の強度を示す。１次振動は、回転体１３の回転速度と同じ周波数成分の振動である。即ち、１次振動振幅は、振動センサ５による振動計測時における回転体１３の回転速度（１秒間での回転数）と同じ周波数［Ｈｚ］の成分を、振動センサ５が出力した前記振動信号から抽出した振動である。図２（Ａ）において、位相θは、基準回転角（図２（Ａ）の例では、ゼロ度）に対する１次振動のずれを示す。即ち、位相θは、基準回転角に対する、１次振動の周期の始点となる回転角のずれを示す。
振動データを複素数で表す。図２（Ｂ）は、複素数で表した振動データを示す。図２（Ｂ）のように、１次振動の振幅の大きさ（絶対値）をＲとし、上述の位相θを偏角として、振動データは複素数で表わされる。演算器９は、振動センサ５からの振動信号と角度センサ７からの回転角信号から、複素数の振動データを生成する（以下、同様）。
【００２３】
切削装置１１は、回転体１３の切削対象部１３ａまたは１３ｂを切削する切削工具１１ａ（例えば、エンドミル）と、該切削工具１１ａを３次元的（例えば、図１（Ａ）の互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動させる駆動機構１１ｂと、該駆動機構１１ｂの動作を制御することで切削工具１１ａの位置を制御する位置制御部１１ｃとを有する。位置制御部１１ｃは、入力されるアンバランスデータに従って切削対象部１３ａまたは１３ｂを切削する。
【００２４】
回転体１３の切削対象部として、第１および第２の切削対象部１３ａ，１３ｂが設けられる。第１および第２の切削対象部１３ａ，１３ｂは、回転体１３の中心軸Ｃに対する半径方向の位置と軸方向の位置との少なくともいずれかが互いに異なる。図１の例では、第１の切削対象部１３ａは、回転体１３の軸方向先端部分の外周部であり、第２の切削対象部１３ｂは、回転体１３の軸方向中間部分に設けた円盤状部材の外周部である。なお、本願において、周方向は中心軸Ｃ回りの方向であり、半径方向は中心軸Ｃに対する方向であり、軸方向は中心軸Ｃと平行な方向である。
【００２５】
図３は、本発明の実施形態による影響係数取得方法を示すフローチャートである。なお、この影響係数取得方法は、回転体１３のアンバランス修正方法でもあり、このアンバランス修正方法の実施中に新たな影響係数を取得するものである。
【００２６】
ステップＳ１において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第１の振動データａ１，ｎを生成する。なお、ここで述べた第１の回転速度と、以下において述べる各第１の回転速度とは同じ速度である。
さらに、ステップＳ１において、第１の回転速度と異なる第２の回転速度で回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第２の振動データａ２，ｎを生成する。なお、ここで述べた第２の回転速度と、以下において述べる各第２の回転速度とは同じ速度である。
【００２７】
ここで、振動データａの添え字１は、第１の回転速度を示し、振動データａの添え字２は、第２の回転速度を示し、振動データａの添え字ｎは、当該振動データを生成した時点においてステップＳ４を既に行った回数を示す。なお、当該振動データを生成した時点においてステップＳ４を未だ行っていない場合には、振動データａの添え字ｎはゼロである。
【００２８】
ステップＳ２において、ステップＳ１で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、回転体１３における第１および第２の切削対象部１３ａ，１３ｂにおけるバランス変化に対する回転体１３の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、演算器９により、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂにそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄは、次の［数１］の行列式で算出される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
この［数１］において、α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄは、基本影響係数であり、−１は、逆行列を示す。
【００３１】
基本影響係数は、現在、図３の処理を行っている回転機械と同じ機種の回転機械について、次の［数２］により予め取得した影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄであってよい。
【００３２】
【数２】
【００３３】
ここで、ａ１０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動と回転角に基づいて生成した振動データであり、ａ２０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ２ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、振動データａ２ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データである。
［数２］のΔＭＴｂは、次の式（３）で表わされる。
ΔＭＴｂ＝ＡＴｂ（ｃｏｓθＴｂ＋ｊｓｉｎθＴｂ） ・・・（３）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｂは、第１の切削対象部１３ａに取り付けた試し錘の質量と、第１の切削対象部１３ａにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｂは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。
同様に、［数２］のΔＭＴｄは、次の式（４）で表わされる。
ΔＭＴｄ＝ＡＴｄ（ｃｏｓθＴｄ＋ｊｓｉｎθＴｄ） ・・・（４）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｄは、第２の切削対象部１３ｂに取り付けた試し錘の質量と、第２の切削対象部１３ｂにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｄは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。
【００３４】
ステップＳ３において、ステップＳ２で算出した第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄにより示されるアンバランス量がしきい値以下であるかを判断する。具体的には、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂとステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄとよるアンバランス量が、しきい値以下であるかを判断する。
【００３５】
例えば、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量（すなわち、複素数であるアンバランスデータＵｂの絶対値。以下同様）と、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量（すなわち、複素数であるアンバランスデータＵｄの絶対値。以下同様）との和もしくは平均値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量と、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量とのうち大きい方の値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量が、第１のアンバランスデータ用のしきい値以下であり、かつ、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量が、第２のアンバランスデータ用のしきい値以下であるかを判断する。この場合、好ましくは、第１のアンバランスデータ用のしきい値は、第２のアンバランスデータ用のしきい値と異なるのがよい。
【００３６】
ステップＳ３の判断が、ＹＥＳである場合には、図３の処理を終了して当該回転機械を出荷する。一方、ステップＳ３の判断がＮＯである場合には、ステップＳ４へ進む。
【００３７】
ステップＳ４において、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第１の切削対象部１３ａを切削する。なお、ここでの切削位置は、回転体１３の軸方向先端部分の外周部１３ａ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ１上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ１上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ１上に位置決めされた場合の切削工具１１ａを示す。
【００３８】
この第１のアンバランスデータＵｂは、演算器９から位置制御部１１ｃに入力される。位置制御部１１ｃは、この第１のアンバランスデータＵｂに基づいて駆動機構１１ｂを制御することで切削工具１１ａを移動させ、これにより、切削対象部１３ａが第１のアンバランスデータＵｂに従って切削される。
第１のアンバランスデータＵｂを次式（５）で表す。
Ｕｂ＝Ａｂ（ｃｏｓθｂ＋ｊｓｉｎθｂ） ・・・（５）
ここで、ｊは虚数単位であり、Ａｂはアンバランス量を示す。Ａｂはｘとｙの積で表わすことができ、この場合、ｘは、回転体１３の中心軸ＣからステップＳ４での切削位置（図１（Ｂ）における一点鎖線Ｌ１上の位置）までの半径方向距離であり、ｙは、ステップＳ４で切削する質量である。一方、θｂは、前記切削位置の周方向位置を示す。従って、ステップＳ４において、切削工具１１ａは、ｘとθｂが示す半径方向位置と周方向位置に位置決めされた状態で、切削質量がｙになるまで軸方向に移動する。この時、位置制御部１１ｃは、切削対象部１３ａの密度と、必要であれば切削対象部１３ａの形状とに基づいて、切削工具１１ａを軸方向に移動させる距離（ｙに相当）を算出し、該距離に基づいて駆動機構１１ｂを制御する。
【００３９】
さらに、ステップＳ４において、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第２の切削対象部１３ｂを切削する。この切削は、第１の切削対象部１３ａの切削と同様に行われる。なお、ここでの切削位置は、回転体１３に設けた前記円盤状部材の外周部１３ｂ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ２上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ２上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ２上に位置決めされた場合の切削工具１１ａを示す。
【００４０】
なお、ステップＳ４において、位置制御部１１ｃは、角度センサ７が計測した回転角に基づいて、周方向に関して切削工具１１ａを位置決めしてよい。また、ステップＳ４では、例えば、回転体１３における切削対象部１３ａと反対側の軸方向端部を、適宜の手段で把持して回転体１３が回転しないようにしておくのがよい。
【００４１】
ステップＳ５において、ステップＳ４を設定回数（２回以上の回数）だけ既に行っている場合には、ステップＳ６へ進み、そうでない場合には、ステップＳ１へ戻る。なお、前記設定回数は、例えば、２である。
【００４２】
ステップＳ６において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第１の振動データａ１，ｎを生成する。
さらに、ステップＳ６において、第２の回転速度で回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第２の振動データａ２，ｎを生成する。
【００４３】
ステップＳ７において、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、基本影響係数とに基づいて、上述の［数１］と同じ式により、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂにそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。すなわち、上述の［数１］に、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、上述の基本影響係数を適用することで、第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。
【００４４】
ステップＳ８において、ステップＳ７で算出した第１のアンバランスデータＵｂと、ステップＳ７で算出した第２のアンバランスデータＵｄとによるアンバランス量がしきい値以下であるかを判断する。この判断の方法は、ステップＳ３の判断方法と同じである。
ステップＳ８の判断が、ＹＥＳである場合には、図３の処理を終了して当該回転機械を出荷する。一方、ステップＳ８の判断がＮＯである場合には、ステップＳ９へ進む。
【００４５】
ステップＳ９において、演算器９が、新たな影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄを、次の式（６）〜（９）を連立させて解くことで算出する。
ａ１，ｐ−ａ１，ｑ＝α１，ｂ×（−ΔＭｂｐｑ）＋α１，ｄ×（−ΔＭｄｐｑ） ・・・（６）
ａ１，ｒ−ａ１，ｓ＝α１，ｂ×（−ΔＭｂｒｓ）＋α１，ｄ×（−ΔＭｄｒｓ） ・・・（７）
ａ２，ｐ−ａ２，ｑ＝α２，ｂ×（−ΔＭｂｐｑ）＋α２，ｄ×（−ΔＭｄｐｑ） ・・・（８）
ａ２，ｒ−ａ２，ｓ＝α２，ｂ×（−ΔＭｂｒｓ）＋α２，ｄ×（−ΔＭｄｒｓ） ・・・（９）
【００４６】
上式（６）〜（９）において、振動データａの添え字ｐ、ｑ、ｒまたはｓは、上述の添え字ｎに相当し、当該振動データが、ｐ、ｑ、ｒまたはｓ回目のステップＳ４を行った直後に（ステップＳ１またはＳ６で）生成した振動データであることを示す。すなわち、振動データａの添え字ｐ、ｑ、ｒまたはｓは、当該振動データを生成した時点で既にステップＳ４を行っている回数である。
また、上式（６）〜（９）において、ｐ、ｑ、ｒ、ｓは、ステップＳ５で使用した前記設定回数以下の値である。ｐはｑより大きく、ｒはｓよりも大きい。また、ｐ≠ｒとｑ≠ｓとの少なくとも一方が成り立つ。なお、振動データａの添え字ｑまたはｓが０の場合は、当該振動データは、ステップＳ１で生成した振動データである。好ましくは、前記設定回数は２であり、ｐは２であり、ｒは１であり、ｑとｓは０である。
【００４７】
上式（６）〜（９）におけるΔＭｂｐｑ、ΔＭｄｐｑΔ、Ｍｂｒｓ、ΔＭｄｒｓは、上述のステップＳ４で行った切削のデータであり、例えば、位置制御部１１ｃにより生成されて演算器９へ入力される。ΔＭｂｐｑ、ΔＭｄｐｑΔ、Ｍｂｒｓ、ΔＭｄｒｓは、具体的には次の通りである。
【００４８】
また、上式（６）、（８）において、ΔＭｂｐｑは、次の式（１０）で表わされる。
ΔＭｂｐｑ＝ΣＡｂｉ（ｃｏｓθｂｉ＋ｊｓｉｎθｂｉ） ・・・（１０）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｂは、第１の切削対象部１３ａにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｑより大きくｐ以下である各整数である。また、式（１０）において、Ａｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した質量と、第１の切削対象部１３ａにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｂｉ＝０である。
【００４９】
また、上式（６）、（８）において、ΔＭｄｐｑは、次の式（１１）で表わされる。
ΔＭｄｐｑ＝ΣＡｄｉ（ｃｏｓθｄｉ＋ｊｓｉｎθｄｉ） ・・・（１１）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｄは、第２の切削対象部１３ｂにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｑより大きくｐ以下である各整数である。また、式（１１）において、Ａｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した質量と、第２の切削対象部１３ｂにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｄｉ＝０である。
【００５０】
また、上式（７）、（９）において、ΔＭｂｒｓは、次の式（１２）で表わされる。
ΔＭｂｒｓ＝ΣＡｂｉ（ｃｏｓθｂｉ＋ｊｓｉｎθｂｉ） ・・・（１２）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｂは、第１の切削対象部１３ａにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｓより大きくｒ以下である各整数である。また、式（１２）において、Ａｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した質量と、第１の切削対象部１３ａにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｂｉ＝０である。
【００５１】
また、上式（７）、（９）において、ΔＭｄｒｓは、次の式（１３）で表わされる。
ΔＭｄｒｓ＝ΣＡｄｉ（ｃｏｓθｄｉ＋ｊｓｉｎθｄｉ） ・・・（１３）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｄは、第２の切削対象部１３ｂにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｓより大きくｒ以下である各整数である。また、式（１３）において、Ａｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した質量と、第２の切削対象部１３ｂにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｄｉ＝０である。
【００５２】
ステップＳ１０において、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ，ａ２，ｎと、ステップＳ９で算出した新たな影響係数に基づいて、上述の［数１］と同じ式により、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂにそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。具体的には、上述の［数１］に、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、ステップＳ９で算出した新たな影響係数を適用することで、第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。すなわち、上述の［数１］において、基本影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄを、それぞれ、前記新たな影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄに置き換え、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎを上述の［数１］に適用することで、第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。
【００５３】
ステップＳ１１において、ステップＳ１０で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第１の切削対象部１３ａを切削する。この切削は、上述したステップＳ４の切削と同様に行われる。
さらに、ステップＳ１１において、ステップＳ１０で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第２の切削対象部１３ｂを切削する。この切削は、上述したステップＳ４の切削と同様に行われる。
【００５４】
なお、ステップＳ１１を行ったら、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６〜Ｓ１１を繰り返してよい。この場合、ステップＳ８においてＮＯと判断した回数が、設定回数（２以上の数）に達したら、回転体１３のアンバランス修正が不可能であり、当該回転機械の出荷が不可能であるとする。
【００５５】
［実施例］
図４（Ａ）は、上述の実施形態による影響係数取得装置１０を、回転機械としての過給機２０に適用した場合を示す。
【００５６】
過給機２０の回転体１３は、図４（Ａ）に示すように、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼１５と、タービン翼１５と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼１７と、一端部にタービン翼１５が結合され他端部にコンプレッサ翼１７が結合される回転軸１９と、を有する。また、過給機２０は、回転体１３を回転可能に支持する静止側部材２１を有する。図４（Ａ）の例では、静止側部材２１は、回転体１３（回転軸１９）を回転可能に支持する軸受２３ａ，２３ｂが内部に組み込まれる軸受ハウジングである。また、過給機２０は、タービン翼１５を内部に収容するタービンハウジング２５と、コンプレッサ翼１７を内部に収容するコンプレッサハウジング（図４（Ａ）では取り外されている）と、を備える。タービンハウジング２５には、タービン翼１５を回転駆動する流体を流す流路（スクロール）が形成されている。タービンハウジング２５は、支持体３の内部に取り付けられる。タービン翼１５を駆動する流体をタービンハウジング２５の前記流路へ供給でき、タービン翼１５を駆動した当該流体を支持体３の外部へ排出できるように支持体３が構成されている。
【００５７】
また、支持体３は、タービンハウジング２５を介して、または直接、軸受ハウジング２１を支持する。例えば、軸受ハウジング２１を適宜の手段で支持体３に取り付け、これにより、支持体３は、軸受ハウジング２１を直接支持してよい。これにより、支持体３は、軸受ハウジング２１を介して回転体１３を回転可能に支持する。
【００５８】
図４（Ａ）の例では、タービンハウジング２５は、完成品の過給機２０のタービンハウジングと異なり、図３の方法を実施するための専用ハウジングである。すなわち、ステップＳ３もしくはステップＳ８でＹＥＳとなった後、または、ステップＳ１１での切削によりアンバランス量がしきい値以下になった後に、完成品の過給機２０に専用のタービンハウジングとコンプレッサハウジングが軸受ハウジング２１に取り付けられ、これにより過給機２０が完成する。
【００５９】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図であるが、軸受ハウジング２１などの図示を省略している。第１の切削対象部１３ａは、回転体１３におけるコンプレッサ翼１７側の軸方向端部に螺合したナット２７の外周部分（すなわち、図４（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ１が描く環状部分）である。ナット２７の当該螺合により複数のコンプレッサ翼１７が形成されているコンプレッサ羽根車１２が回転軸１９に締結されている。コンプレッサ羽根車１２は、複数のコンプレッサ翼１７を周方向に結合するように周方向に延びている翼結合部２４を有する。第２の切削対象部１３ｂは、翼結合部２４の外周部分（すなわち、図４（Ｂ）において、破線Ｌ２が描く環状部分）である。なお、複数のコンプレッサ翼１７は、周方向に間隔を置いて配置されている。
【００６０】
第２の切削対象部１３ｂを切削する場合において、上述のステップＳ２またはＳ１０で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す周方向位置（複素数Ｕｄの偏角に相当）が、コンプレッサ翼１７の位置であるときには、次のようにする。当該アンバランスデータＵｄを、翼結合部２４の外周部（第２の切削対象部１３ｂ）において、コンプレッサ翼１７が位置していない範囲（図４（Ｂ）の斜線部分）内における複数の位置におけるアンバランス量（以下、分解アンバランス量という）に分解する。その上で、上述のステップＳ４またはＳ１１では、これら複数の位置の各々において、上述と同様に、対応する分解アンバランス量に相当する分だけ第２の切削対象部１３ｂを切削する。
アンバランスデータＵｄは、アンバランスが存在する周方向位置（複素数Ｕｄの偏角に相当）とアンバランス量（複素数Ｕｄの絶対値に相当）とからなるベクトルと見なせるので、アンバランスデータＵｄを、それぞれ、アンバランスが存在する周方向位置（ベクトルの向き）とアンバランス量（ベクトルの大きさ）とからなる複数のベクトル成分に分解することができる。
【００６１】
図４（Ａ）では、角度センサ７と切削装置１１は、共にコンプレッサ翼１７側に設けられているが、角度センサ７を使用する時には、切削装置１１の切削工具１１ａが角度センサ７に干渉しない位置へ退避し、切削装置１１を使用する時には、角度センサ７が切削装置１１に干渉しない位置へ退避してよい。
【００６２】
図４において、影響係数取得装置１０の他の構成と動作は、上述の実施形態と同じであってよい。また、図４に示す影響係数取得装置１０を用いて、上述の実施形態による影響係数取得方法を過給機２０に対し実施してよい。
【００６３】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１、２、３を任意に組み合わせて採用してもよいし、変更例１、２、３のいずれかを採用してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってもよいし、適宜変更してもよい。
【００６４】
（変形例１）
例えば、上述の実施形態では、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で振動と回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データａ１，ｎを生成し、さらに、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で振動と回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データａ２，ｎを生成したが、代わりに、図５のように、支持体３における別々の箇所に、それぞれ、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂを取り付けておいてもよい。この場合、次のように行う。
ステップＳ１とステップＳ６の各々において、回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、前記回転体１３を支持する支持体３の振動を第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂにより計測するとともに、角度センサ７により回転体１３の回転角を計測する。第１の振動センサ５ａで計測した振動と角度センサ７により計測した回転角とに基づいて演算器９により第１の振動データａ１，ｎを生成し、第２の振動センサ５ｂで計測した振動と角度センサ７により計測した回転角とに基づいて演算器９により第２の振動データａ２，ｎを生成する。この場合、振動データａの添え字１は、当該振動データが第１の振動センサ５ａで計測した振動に基づいて生成されたことを示し、振動データａの添え字２は、当該振動データが第２の振動センサ５ｂで計測した振動に基づいて生成されたことを示し、振動データａの添え字ｎは、上述と同じである。
【００６５】
この変形例１において、上述の基本影響係数は、現在、図３の処理を行っている回転機械と同じ機種の回転機械について、上述の［数２］により予め取得した影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄであってよい。
ただし、この場合、上述の［数２］において、ａ１０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ２０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａにのみ試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動と回転角に基づいて生成した振動データであり、ａ２ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａに試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ２ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動と回転角に基づいて生成した振動データである。
【００６６】
（変形例２）
上述では、切削対象部１３ａ，１３ｂの切削は、軸方向に行われたが、半径方向に行われてもよい。
【００６７】
（変形例３）
上述では、基本影響係数を、試し錘を用いて回転体１３にバランス変化を与えることで取得したが、基本影響係数を、回転体１３を切削することで回転体１３にバランス変化を与えることで取得ししてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
３ 支持体、５ 振動センサ、７ 角度センサ、９ 演算器、１１ 切削装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械の影響係数を取得する影響係数取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械は、例えば、流体と力を及ぼし合う回転翼が回転体に設けられた流体機械である。流体機械には、原動機と被動機がある。原動機は、流体が回転翼に作用させる圧力により回転体が回転駆動されることで、流体の持つエネルギーを回転運動エネルギーに変換する。原動機としては、例えば、ガスタービン（軸流タービン、ラジアルタービン）がある。被動機は、回転駆動されている回転翼が流体に圧力を作用させることで、回転運動エネルギーを流体に与える。被動機としては、例えば、圧縮機（遠心圧縮機、航空エンジンなどに設けられる軸流圧縮機、斜流圧縮機、横流圧縮機、ポンプ）がある。また、流体機械には、原動機と被動機の両方の機能を持つ過給機もある。
【０００３】
影響係数は、回転機械に設けられる回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す。影響係数は、回転体のバランス修正に利用される。そのため、回転体のバランスを修正する前に、回転機械の影響係数を取得しておく。
【０００４】
影響係数は、例えば、次のように試し錘を使用して求めることができる。まず、試し錘を使用せずに、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。次に、試し錘を回転体に取り付けて、回転体を回転させ、回転体を支持する支持体の振動を計測する。その上で、試し錘を使用しない時の振動と、試し錘を取り付けた時の振動と、試し錘の質量および取付位置とから、影響係数を算出する。なお、影響係数の算出に使用する振動は、回転体の回転速度（即ち、１秒間での回転数）と同じ周波数成分の振動であるのがよい。
【０００５】
このように取得した影響係数を用いて、次のように回転体のバランスを修正する。始めに影響係数を用いて、回転体のアンバランスデータを算出する。次に、このアンバランスデータが示す修正位置において、アンバランスデータが示す質量だけ回転体を切削する。これにより、回転体のバランスを修正する。このようなバランス修正方法は、影響係数法といい、例えば、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、試し錘を使用した影響係数取得方法では、以下の問題があった。
（１）試し錘の取り付けおよび取り外しをするため、その分、時間がかかる。
（２）試し錘の取付方法として、接着やネジ止めがあるが、接着の場合は接着剤の質量を把握できず、ネジ止めの場合は、回転中にネジが緩むとネジや試し錘が飛散する。
【０００８】
また、回転体における２つの切削対象部をそれぞれ切削することでバランス修正の精度を向上させることが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、回転体における２つの切削対象部をそれぞれ切削することで回転体のバランス修正を行う場合に、試し錘を使用することなく、精度のよい影響係数を取得する影響係数取得方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明によると、回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
（Ａ）回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法が提供される。
【００１１】
また、上述の目的を達成するため、本発明によると、回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
第１および第２の振動センサを、それぞれ、前記回転体を支持する支持体における互いに異なる箇所に取り付けておき、
（Ａ）回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によると、
（Ｇ）前記（Ｆ）の後、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと前記新たな影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｈ）前記（Ｇ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、前記（Ｇ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削する。
【００１３】
また、本発明の好ましい実施形態によると、前記（Ｅ）の後であって、前記（Ｆ）の前に、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、該第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値より大きい場合に、前記（Ｆ）を行う。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によると、前記（Ｄ）では、前記（Ｂ）で算出する第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値以下になるまで、または、前記（Ｃ）を前記設定回数だけ行うまで、前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返す。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明によると、互いに異なる条件で得られた第１および第２の振動データと、第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部に対応する第１および第２のアンバランスデータを算出する。従って、これらの第１および第２のアンバランスデータに基づいて、それぞれ、第１および第２の切削対象部を切削してバランス修正を行える。
また、このようなバランス修正の過程で得た振動データと切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出するので、当該影響係数は、バランス修正を行っている回転機械の特性を高精度に反映したものになる。従って、試し錘を使用することなく、高精度な影響係数を取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の影響係数取得方法に使用できる影響係数取得装置を示す。
【図２】振動データの説明図である。
【図３】本発明の実施形態による影響係数取得方法を示すフローチャートである。
【図４】回転機械が過給機である場合の影響係数取得装置を示す。
【図５】振動センサを２つ使用する場合の影響係数取得装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１８】
図１（Ａ）は、本発明の影響係数取得方法に使用できる影響係数取得装置１０を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。影響係数取得装置１０は、支持体３、振動センサ５、角度センサ７、演算器９、および切削装置１１を備える。
【００１９】
支持体３は、回転機械の回転体１３を支持する。回転体１３は、支持体３に支持された状態で、回転体１３の中心軸Ｃを中心に回転可能である。なお、支持体３の一部は、回転機械の静止側部材により構成されてもよい。
【００２０】
振動センサ５は、支持体３に取り付けられる。振動センサ５は、回転体１３が回転している状態で、支持体３の振動（即ち、加速度、速度、変位、または荷重）を計測し、該振動を示す振動信号を演算器９に出力する。この振動センサ５として、影響係数の取得に使用可能な公知のセンサを使用できる。
【００２１】
角度センサ７は、回転体１３の回転角を計測し、該回転角を示す回転角信号を演算器９に出力する。この回転角は、回転体１３が１回転することでゼロ度〜３６０度まで変化する。
【００２２】
演算器９は、前記振動信号（計測された振動）と前記回転角信号（計測された回転角）に基づいて振動データを生成する。振動データは、振動の振幅と位相θからなる。図２（Ａ）は、振動の振幅と位相θを示す。図２（Ａ）において、横軸は、角度センサ７により計測された回転体１３の回転角を示し、縦軸は、振動センサ５により計測された振動のうち１次振動の強度を示す。１次振動は、回転体１３の回転速度と同じ周波数成分の振動である。即ち、１次振動振幅は、振動センサ５による振動計測時における回転体１３の回転速度（１秒間での回転数）と同じ周波数［Ｈｚ］の成分を、振動センサ５が出力した前記振動信号から抽出した振動である。図２（Ａ）において、位相θは、基準回転角（図２（Ａ）の例では、ゼロ度）に対する１次振動のずれを示す。即ち、位相θは、基準回転角に対する、１次振動の周期の始点となる回転角のずれを示す。
振動データを複素数で表す。図２（Ｂ）は、複素数で表した振動データを示す。図２（Ｂ）のように、１次振動の振幅の大きさ（絶対値）をＲとし、上述の位相θを偏角として、振動データは複素数で表わされる。演算器９は、振動センサ５からの振動信号と角度センサ７からの回転角信号から、複素数の振動データを生成する（以下、同様）。
【００２３】
切削装置１１は、回転体１３の切削対象部１３ａまたは１３ｂを切削する切削工具１１ａ（例えば、エンドミル）と、該切削工具１１ａを３次元的（例えば、図１（Ａ）の互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動させる駆動機構１１ｂと、該駆動機構１１ｂの動作を制御することで切削工具１１ａの位置を制御する位置制御部１１ｃとを有する。位置制御部１１ｃは、入力されるアンバランスデータに従って切削対象部１３ａまたは１３ｂを切削する。
【００２４】
回転体１３の切削対象部として、第１および第２の切削対象部１３ａ，１３ｂが設けられる。第１および第２の切削対象部１３ａ，１３ｂは、回転体１３の中心軸Ｃに対する半径方向の位置と軸方向の位置との少なくともいずれかが互いに異なる。図１の例では、第１の切削対象部１３ａは、回転体１３の軸方向先端部分の外周部であり、第２の切削対象部１３ｂは、回転体１３の軸方向中間部分に設けた円盤状部材の外周部である。なお、本願において、周方向は中心軸Ｃ回りの方向であり、半径方向は中心軸Ｃに対する方向であり、軸方向は中心軸Ｃと平行な方向である。
【００２５】
図３は、本発明の実施形態による影響係数取得方法を示すフローチャートである。なお、この影響係数取得方法は、回転体１３のアンバランス修正方法でもあり、このアンバランス修正方法の実施中に新たな影響係数を取得するものである。
【００２６】
ステップＳ１において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第１の振動データａ１，ｎを生成する。なお、ここで述べた第１の回転速度と、以下において述べる各第１の回転速度とは同じ速度である。
さらに、ステップＳ１において、第１の回転速度と異なる第２の回転速度で回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第２の振動データａ２，ｎを生成する。なお、ここで述べた第２の回転速度と、以下において述べる各第２の回転速度とは同じ速度である。
【００２７】
ここで、振動データａの添え字１は、第１の回転速度を示し、振動データａの添え字２は、第２の回転速度を示し、振動データａの添え字ｎは、当該振動データを生成した時点においてステップＳ４を既に行った回数を示す。なお、当該振動データを生成した時点においてステップＳ４を未だ行っていない場合には、振動データａの添え字ｎはゼロである。
【００２８】
ステップＳ２において、ステップＳ１で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、回転体１３における第１および第２の切削対象部１３ａ，１３ｂにおけるバランス変化に対する回転体１３の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、演算器９により、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂにそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄは、次の［数１］の行列式で算出される。
【００２９】
【数１】
【００３０】
この［数１］において、α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄは、基本影響係数であり、−１は、逆行列を示す。
【００３１】
基本影響係数は、現在、図３の処理を行っている回転機械と同じ機種の回転機械について、次の［数２］により予め取得した影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄであってよい。
【００３２】
【数２】
【００３３】
ここで、ａ１０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動と回転角に基づいて生成した振動データであり、ａ２０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ２ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データであり、振動データａ２ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で計測した振動に基づいて生成した振動データである。
［数２］のΔＭＴｂは、次の式（３）で表わされる。
ΔＭＴｂ＝ＡＴｂ（ｃｏｓθＴｂ＋ｊｓｉｎθＴｂ） ・・・（３）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｂは、第１の切削対象部１３ａに取り付けた試し錘の質量と、第１の切削対象部１３ａにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｂは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。
同様に、［数２］のΔＭＴｄは、次の式（４）で表わされる。
ΔＭＴｄ＝ＡＴｄ（ｃｏｓθＴｄ＋ｊｓｉｎθＴｄ） ・・・（４）
ここで、ｊは虚数単位であり、ＡＴｄは、第２の切削対象部１３ｂに取り付けた試し錘の質量と、第２の切削対象部１３ｂにおいて当該試し錘を取り付けた位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θＴｄは、回転体１３において当該試し錘を取り付けた周方向位置を示す位相である。
【００３４】
ステップＳ３において、ステップＳ２で算出した第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄにより示されるアンバランス量がしきい値以下であるかを判断する。具体的には、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂとステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄとよるアンバランス量が、しきい値以下であるかを判断する。
【００３５】
例えば、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量（すなわち、複素数であるアンバランスデータＵｂの絶対値。以下同様）と、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量（すなわち、複素数であるアンバランスデータＵｄの絶対値。以下同様）との和もしくは平均値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量と、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量とのうち大きい方の値がしきい値以下であるかを判断する。
または、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示すアンバランス量が、第１のアンバランスデータ用のしきい値以下であり、かつ、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示すアンバランス量が、第２のアンバランスデータ用のしきい値以下であるかを判断する。この場合、好ましくは、第１のアンバランスデータ用のしきい値は、第２のアンバランスデータ用のしきい値と異なるのがよい。
【００３６】
ステップＳ３の判断が、ＹＥＳである場合には、図３の処理を終了して当該回転機械を出荷する。一方、ステップＳ３の判断がＮＯである場合には、ステップＳ４へ進む。
【００３７】
ステップＳ４において、ステップＳ２で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第１の切削対象部１３ａを切削する。なお、ここでの切削位置は、回転体１３の軸方向先端部分の外周部１３ａ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ１上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ１上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ１上に位置決めされた場合の切削工具１１ａを示す。
【００３８】
この第１のアンバランスデータＵｂは、演算器９から位置制御部１１ｃに入力される。位置制御部１１ｃは、この第１のアンバランスデータＵｂに基づいて駆動機構１１ｂを制御することで切削工具１１ａを移動させ、これにより、切削対象部１３ａが第１のアンバランスデータＵｂに従って切削される。
第１のアンバランスデータＵｂを次式（５）で表す。
Ｕｂ＝Ａｂ（ｃｏｓθｂ＋ｊｓｉｎθｂ） ・・・（５）
ここで、ｊは虚数単位であり、Ａｂはアンバランス量を示す。Ａｂはｘとｙの積で表わすことができ、この場合、ｘは、回転体１３の中心軸ＣからステップＳ４での切削位置（図１（Ｂ）における一点鎖線Ｌ１上の位置）までの半径方向距離であり、ｙは、ステップＳ４で切削する質量である。一方、θｂは、前記切削位置の周方向位置を示す。従って、ステップＳ４において、切削工具１１ａは、ｘとθｂが示す半径方向位置と周方向位置に位置決めされた状態で、切削質量がｙになるまで軸方向に移動する。この時、位置制御部１１ｃは、切削対象部１３ａの密度と、必要であれば切削対象部１３ａの形状とに基づいて、切削工具１１ａを軸方向に移動させる距離（ｙに相当）を算出し、該距離に基づいて駆動機構１１ｂを制御する。
【００３９】
さらに、ステップＳ４において、ステップＳ２で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第２の切削対象部１３ｂを切削する。この切削は、第１の切削対象部１３ａの切削と同様に行われる。なお、ここでの切削位置は、回転体１３に設けた前記円盤状部材の外周部１３ｂ上にあり、図１（Ｂ）において一点鎖線Ｌ２上にある。図１（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ２上に重複している破線で描いた円は、一点鎖線Ｌ２上に位置決めされた場合の切削工具１１ａを示す。
【００４０】
なお、ステップＳ４において、位置制御部１１ｃは、角度センサ７が計測した回転角に基づいて、周方向に関して切削工具１１ａを位置決めしてよい。また、ステップＳ４では、例えば、回転体１３における切削対象部１３ａと反対側の軸方向端部を、適宜の手段で把持して回転体１３が回転しないようにしておくのがよい。
【００４１】
ステップＳ５において、ステップＳ４を設定回数（２回以上の回数）だけ既に行っている場合には、ステップＳ６へ進み、そうでない場合には、ステップＳ１へ戻る。なお、前記設定回数は、例えば、２である。
【００４２】
ステップＳ６において、回転機械の回転体１３を第１の回転速度で回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第１の振動データａ１，ｎを生成する。
さらに、ステップＳ６において、第２の回転速度で回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、振動センサ５が、回転体１３を支持する支持体３の振動を計測しながら、角度センサ７が回転角を計測する。このように計測した振動と回転角に基づいて、演算器９が、第２の振動データａ２，ｎを生成する。
【００４３】
ステップＳ７において、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、基本影響係数とに基づいて、上述の［数１］と同じ式により、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂにそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。すなわち、上述の［数１］に、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、上述の基本影響係数を適用することで、第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。
【００４４】
ステップＳ８において、ステップＳ７で算出した第１のアンバランスデータＵｂと、ステップＳ７で算出した第２のアンバランスデータＵｄとによるアンバランス量がしきい値以下であるかを判断する。この判断の方法は、ステップＳ３の判断方法と同じである。
ステップＳ８の判断が、ＹＥＳである場合には、図３の処理を終了して当該回転機械を出荷する。一方、ステップＳ８の判断がＮＯである場合には、ステップＳ９へ進む。
【００４５】
ステップＳ９において、演算器９が、新たな影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄを、次の式（６）〜（９）を連立させて解くことで算出する。
ａ１，ｐ−ａ１，ｑ＝α１，ｂ×（−ΔＭｂｐｑ）＋α１，ｄ×（−ΔＭｄｐｑ） ・・・（６）
ａ１，ｒ−ａ１，ｓ＝α１，ｂ×（−ΔＭｂｒｓ）＋α１，ｄ×（−ΔＭｄｒｓ） ・・・（７）
ａ２，ｐ−ａ２，ｑ＝α２，ｂ×（−ΔＭｂｐｑ）＋α２，ｄ×（−ΔＭｄｐｑ） ・・・（８）
ａ２，ｒ−ａ２，ｓ＝α２，ｂ×（−ΔＭｂｒｓ）＋α２，ｄ×（−ΔＭｄｒｓ） ・・・（９）
【００４６】
上式（６）〜（９）において、振動データａの添え字ｐ、ｑ、ｒまたはｓは、上述の添え字ｎに相当し、当該振動データが、ｐ、ｑ、ｒまたはｓ回目のステップＳ４を行った直後に（ステップＳ１またはＳ６で）生成した振動データであることを示す。すなわち、振動データａの添え字ｐ、ｑ、ｒまたはｓは、当該振動データを生成した時点で既にステップＳ４を行っている回数である。
また、上式（６）〜（９）において、ｐ、ｑ、ｒ、ｓは、ステップＳ５で使用した前記設定回数以下の値である。ｐはｑより大きく、ｒはｓよりも大きい。また、ｐ≠ｒとｑ≠ｓとの少なくとも一方が成り立つ。なお、振動データａの添え字ｑまたはｓが０の場合は、当該振動データは、ステップＳ１で生成した振動データである。好ましくは、前記設定回数は２であり、ｐは２であり、ｒは１であり、ｑとｓは０である。
【００４７】
上式（６）〜（９）におけるΔＭｂｐｑ、ΔＭｄｐｑΔ、Ｍｂｒｓ、ΔＭｄｒｓは、上述のステップＳ４で行った切削のデータであり、例えば、位置制御部１１ｃにより生成されて演算器９へ入力される。ΔＭｂｐｑ、ΔＭｄｐｑΔ、Ｍｂｒｓ、ΔＭｄｒｓは、具体的には次の通りである。
【００４８】
また、上式（６）、（８）において、ΔＭｂｐｑは、次の式（１０）で表わされる。
ΔＭｂｐｑ＝ΣＡｂｉ（ｃｏｓθｂｉ＋ｊｓｉｎθｂｉ） ・・・（１０）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｂは、第１の切削対象部１３ａにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｑより大きくｐ以下である各整数である。また、式（１０）において、Ａｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した質量と、第１の切削対象部１３ａにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｂｉ＝０である。
【００４９】
また、上式（６）、（８）において、ΔＭｄｐｑは、次の式（１１）で表わされる。
ΔＭｄｐｑ＝ΣＡｄｉ（ｃｏｓθｄｉ＋ｊｓｉｎθｄｉ） ・・・（１１）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｄは、第２の切削対象部１３ｂにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｑより大きくｐ以下である各整数である。また、式（１１）において、Ａｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した質量と、第２の切削対象部１３ｂにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｄｉ＝０である。
【００５０】
また、上式（７）、（９）において、ΔＭｂｒｓは、次の式（１２）で表わされる。
ΔＭｂｒｓ＝ΣＡｂｉ（ｃｏｓθｂｉ＋ｊｓｉｎθｂｉ） ・・・（１２）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｂは、第１の切削対象部１３ａにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｓより大きくｒ以下である各整数である。また、式（１２）において、Ａｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した質量と、第１の切削対象部１３ａにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｂｉは、ｉ回目のステップＳ４で第１の切削対象部１３ａを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｂｉ＝０である。
【００５１】
また、上式（７）、（９）において、ΔＭｄｒｓは、次の式（１３）で表わされる。
ΔＭｄｒｓ＝ΣＡｄｉ（ｃｏｓθｄｉ＋ｊｓｉｎθｄｉ） ・・・（１３）
ここで、ｊは虚数単位であり、ｄは、第２の切削対象部１３ｂにおける切削データであることを示し、Σは、ｉに関する総和を示し、ｉは、ｓより大きくｒ以下である各整数である。また、式（１３）において、Ａｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した質量と、第２の切削対象部１３ｂにおいて当該切削を行った位置と回転体１３の中心軸Ｃとの距離との積であり、θｄｉは、ｉ回目のステップＳ４で第２の切削対象部１３ｂを切削した周方向位置を示す位相である。ただし、ｉ＝０は、ステップＳ４が未実施であることを示すので、ｉ＝０の場合、Ａｄｉ＝０である。
【００５２】
ステップＳ１０において、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ，ａ２，ｎと、ステップＳ９で算出した新たな影響係数に基づいて、上述の［数１］と同じ式により、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂにそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。具体的には、上述の［数１］に、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎと、ステップＳ９で算出した新たな影響係数を適用することで、第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。すなわち、上述の［数１］において、基本影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄを、それぞれ、前記新たな影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄに置き換え、ステップＳ６で生成した振動データａ１，ｎ、ａ２，ｎを上述の［数１］に適用することで、第１および第２のアンバランスデータＵｂ、Ｕｄを算出する。
【００５３】
ステップＳ１１において、ステップＳ１０で算出した第１のアンバランスデータＵｂが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第１の切削対象部１３ａを切削する。この切削は、上述したステップＳ４の切削と同様に行われる。
さらに、ステップＳ１１において、ステップＳ１０で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す切削位置と切削量に基づいて、回転体１３の第２の切削対象部１３ｂを切削する。この切削は、上述したステップＳ４の切削と同様に行われる。
【００５４】
なお、ステップＳ１１を行ったら、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６〜Ｓ１１を繰り返してよい。この場合、ステップＳ８においてＮＯと判断した回数が、設定回数（２以上の数）に達したら、回転体１３のアンバランス修正が不可能であり、当該回転機械の出荷が不可能であるとする。
【００５５】
［実施例］
図４（Ａ）は、上述の実施形態による影響係数取得装置１０を、回転機械としての過給機２０に適用した場合を示す。
【００５６】
過給機２０の回転体１３は、図４（Ａ）に示すように、エンジンの排ガスにより回転駆動されるタービン翼１５と、タービン翼１５と一体的に回転することで圧縮空気をエンジンに供給するコンプレッサ翼１７と、一端部にタービン翼１５が結合され他端部にコンプレッサ翼１７が結合される回転軸１９と、を有する。また、過給機２０は、回転体１３を回転可能に支持する静止側部材２１を有する。図４（Ａ）の例では、静止側部材２１は、回転体１３（回転軸１９）を回転可能に支持する軸受２３ａ，２３ｂが内部に組み込まれる軸受ハウジングである。また、過給機２０は、タービン翼１５を内部に収容するタービンハウジング２５と、コンプレッサ翼１７を内部に収容するコンプレッサハウジング（図４（Ａ）では取り外されている）と、を備える。タービンハウジング２５には、タービン翼１５を回転駆動する流体を流す流路（スクロール）が形成されている。タービンハウジング２５は、支持体３の内部に取り付けられる。タービン翼１５を駆動する流体をタービンハウジング２５の前記流路へ供給でき、タービン翼１５を駆動した当該流体を支持体３の外部へ排出できるように支持体３が構成されている。
【００５７】
また、支持体３は、タービンハウジング２５を介して、または直接、軸受ハウジング２１を支持する。例えば、軸受ハウジング２１を適宜の手段で支持体３に取り付け、これにより、支持体３は、軸受ハウジング２１を直接支持してよい。これにより、支持体３は、軸受ハウジング２１を介して回転体１３を回転可能に支持する。
【００５８】
図４（Ａ）の例では、タービンハウジング２５は、完成品の過給機２０のタービンハウジングと異なり、図３の方法を実施するための専用ハウジングである。すなわち、ステップＳ３もしくはステップＳ８でＹＥＳとなった後、または、ステップＳ１１での切削によりアンバランス量がしきい値以下になった後に、完成品の過給機２０に専用のタービンハウジングとコンプレッサハウジングが軸受ハウジング２１に取り付けられ、これにより過給機２０が完成する。
【００５９】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図であるが、軸受ハウジング２１などの図示を省略している。第１の切削対象部１３ａは、回転体１３におけるコンプレッサ翼１７側の軸方向端部に螺合したナット２７の外周部分（すなわち、図４（Ｂ）において、一点鎖線Ｌ１が描く環状部分）である。ナット２７の当該螺合により複数のコンプレッサ翼１７が形成されているコンプレッサ羽根車１２が回転軸１９に締結されている。コンプレッサ羽根車１２は、複数のコンプレッサ翼１７を周方向に結合するように周方向に延びている翼結合部２４を有する。第２の切削対象部１３ｂは、翼結合部２４の外周部分（すなわち、図４（Ｂ）において、破線Ｌ２が描く環状部分）である。なお、複数のコンプレッサ翼１７は、周方向に間隔を置いて配置されている。
【００６０】
第２の切削対象部１３ｂを切削する場合において、上述のステップＳ２またはＳ１０で算出した第２のアンバランスデータＵｄが示す周方向位置（複素数Ｕｄの偏角に相当）が、コンプレッサ翼１７の位置であるときには、次のようにする。当該アンバランスデータＵｄを、翼結合部２４の外周部（第２の切削対象部１３ｂ）において、コンプレッサ翼１７が位置していない範囲（図４（Ｂ）の斜線部分）内における複数の位置におけるアンバランス量（以下、分解アンバランス量という）に分解する。その上で、上述のステップＳ４またはＳ１１では、これら複数の位置の各々において、上述と同様に、対応する分解アンバランス量に相当する分だけ第２の切削対象部１３ｂを切削する。
アンバランスデータＵｄは、アンバランスが存在する周方向位置（複素数Ｕｄの偏角に相当）とアンバランス量（複素数Ｕｄの絶対値に相当）とからなるベクトルと見なせるので、アンバランスデータＵｄを、それぞれ、アンバランスが存在する周方向位置（ベクトルの向き）とアンバランス量（ベクトルの大きさ）とからなる複数のベクトル成分に分解することができる。
【００６１】
図４（Ａ）では、角度センサ７と切削装置１１は、共にコンプレッサ翼１７側に設けられているが、角度センサ７を使用する時には、切削装置１１の切削工具１１ａが角度センサ７に干渉しない位置へ退避し、切削装置１１を使用する時には、角度センサ７が切削装置１１に干渉しない位置へ退避してよい。
【００６２】
図４において、影響係数取得装置１０の他の構成と動作は、上述の実施形態と同じであってよい。また、図４に示す影響係数取得装置１０を用いて、上述の実施形態による影響係数取得方法を過給機２０に対し実施してよい。
【００６３】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、以下の変更例１、２、３を任意に組み合わせて採用してもよいし、変更例１、２、３のいずれかを採用してもよい。この場合、他の点は、上述と同じであってもよいし、適宜変更してもよい。
【００６４】
（変形例１）
例えば、上述の実施形態では、第１の回転速度で回転体１３を回転させた状態で振動と回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データａ１，ｎを生成し、さらに、第２の回転速度で回転体１３を回転させた状態で振動と回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データａ２，ｎを生成したが、代わりに、図５のように、支持体３における別々の箇所に、それぞれ、第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂを取り付けておいてもよい。この場合、次のように行う。
ステップＳ１とステップＳ６の各々において、回転機械の回転体１３を回転させ、この状態で、前記回転体１３を支持する支持体３の振動を第１および第２の振動センサ５ａ，５ｂにより計測するとともに、角度センサ７により回転体１３の回転角を計測する。第１の振動センサ５ａで計測した振動と角度センサ７により計測した回転角とに基づいて演算器９により第１の振動データａ１，ｎを生成し、第２の振動センサ５ｂで計測した振動と角度センサ７により計測した回転角とに基づいて演算器９により第２の振動データａ２，ｎを生成する。この場合、振動データａの添え字１は、当該振動データが第１の振動センサ５ａで計測した振動に基づいて生成されたことを示し、振動データａの添え字２は、当該振動データが第２の振動センサ５ｂで計測した振動に基づいて生成されたことを示し、振動データａの添え字ｎは、上述と同じである。
【００６５】
この変形例１において、上述の基本影響係数は、現在、図３の処理を行っている回転機械と同じ機種の回転機械について、上述の［数２］により予め取得した影響係数α１，ｂ、α１，ｄ、α２，ｂ、α２，ｄであってよい。
ただし、この場合、上述の［数２］において、ａ１０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ２０は、試し錘を回転体１３に取り付けずに、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａにのみ試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ１ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第１の振動センサ５ａが計測した振動と回転角に基づいて生成した振動データであり、ａ２ｂは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第１の切削対象部１３ａに試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動に基づいて生成した振動データであり、ａ２ｄは、第１および第２の切削対象部１３ａ、１３ｂのうち第２の切削対象部１３ｂにのみ試し錘を取り付け、上述のように、回転体１３を回転させた状態で第２の振動センサ５ｂが計測した振動と回転角に基づいて生成した振動データである。
【００６６】
（変形例２）
上述では、切削対象部１３ａ，１３ｂの切削は、軸方向に行われたが、半径方向に行われてもよい。
【００６７】
（変形例３）
上述では、基本影響係数を、試し錘を用いて回転体１３にバランス変化を与えることで取得したが、基本影響係数を、回転体１３を切削することで回転体１３にバランス変化を与えることで取得ししてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
３ 支持体、５ 振動センサ、７ 角度センサ、９ 演算器、１１ 切削装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
（Ａ）回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法。
【請求項２】
回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
第１および第２の振動センサを、それぞれ、前記回転体を支持する支持体における互いに異なる箇所に取り付けておき、
（Ａ）回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法。
【請求項３】
（Ｇ）前記（Ｆ）の後、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと前記新たな影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｈ）前記（Ｇ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、前記（Ｇ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の影響係数取得方法。
【請求項４】
前記（Ｅ）の後であって、前記（Ｆ）の前に、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、該第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値より大きい場合に、前記（Ｆ）を行う、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の影響係数取得方法。
【請求項５】
前記（Ｄ）では、前記（Ｂ）で算出する第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値以下になるまで、または、前記（Ｃ）を前記設定回数だけ行うまで、前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返す、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の影響係数取得方法。
【請求項１】
回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
（Ａ）回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を第１の回転速度で回転させた状態で、回転体を支持する支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第１の振動データを生成し、回転体を第２の回転速度で回転させた状態で、前記支持体の振動を計測しつつ回転体の回転角を計測し、該振動と回転角に基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法。
【請求項２】
回転機械に設けられている回転体のバランス変化に対する回転体の振動変化を示す影響係数を取得する影響係数取得方法であって、
第１および第２の振動センサを、それぞれ、前記回転体を支持する支持体における互いに異なる箇所に取り付けておき、
（Ａ）回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｂ）前記（Ａ）で生成した第１および第２の振動データと、回転体における第１および第２の切削対象部におけるバランス変化に対する回転体の振動変化を示す基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｃ）第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削し、
（Ｄ）前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返し、
（Ｅ）前記（Ｃ）を設定回数だけ行ったら、回転体を回転させた状態で、前記支持体の振動を第１および第２の振動センサにより計測しつつ回転体の回転角を計測し、第１の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第１の振動データを生成し、第２の振動センサが計測した前記振動と前記回転角とに基づいて第２の振動データを生成し、
（Ｆ）前記（Ａ）と前記（Ｅ）で生成した各振動データと前記（Ｃ）で行った切削のデータとに基づいて、新たな影響係数を算出する、ことを特徴とする影響係数取得方法。
【請求項３】
（Ｇ）前記（Ｆ）の後、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと前記新たな影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、
（Ｈ）前記（Ｇ）で算出した第１のアンバランスデータに基づいて第１の切削対象部を切削し、前記（Ｇ）で算出した第２のアンバランスデータに基づいて第２の切削対象部を切削する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の影響係数取得方法。
【請求項４】
前記（Ｅ）の後であって、前記（Ｆ）の前に、前記（Ｅ）で生成した第１および第２の振動データと基本影響係数とに基づいて、第１および第２の切削対象部にそれぞれ対応する第１および第２のアンバランスデータを算出し、該第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値より大きい場合に、前記（Ｆ）を行う、ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の影響係数取得方法。
【請求項５】
前記（Ｄ）では、前記（Ｂ）で算出する第１および第２のアンバランスデータにより示されるアンバランス量がしきい値以下になるまで、または、前記（Ｃ）を前記設定回数だけ行うまで、前記（Ａ）〜（Ｃ）を繰り返す、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の影響係数取得方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−８８０６０（Ｐ２０１２−８８０６０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２３５３（Ｐ２０１０−２３２３５３）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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