JP2010160059A - 回転バランス修正装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より精度良く修正対象部の修正加工を行うことが可能な回転バランス修正装置を提供する。
【解決手段】Ｎ極とＳ極に２分して着磁された回転軸の軸端面に対向して設置された磁気センサと、高速回転体を高速回転可能に支持する回転支持体に設置された加速度センサと、磁気センサの出力信号及び加速度センサの出力信号に基づいて、修正対象部の修正量及び修正角度を算出するバランス演算処理部と、修正角度を基に回転軸の回転角を位置決めした後、修正量を基に修正対象部を修正加工するバランス修正加工部と、磁気センサの出力信号からオフセット成分を抽出するローパスフィルタと、磁気センサの出力信号にローパスフィルタにて抽出されたオフセット成分を加算する加算部と、オフセット成分加算後の磁気センサの出力信号からバランス修正加工部による位置決め前の回転軸の原点復帰に必要な原点基準信号を生成する基準信号生成部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速回転体の回転バランスを修正する回転バランス修正装置及び方法に関する。

従来から、車両用過給機やガスタービン等の高速回転機械では、実運転時における振動を抑制するために、出荷前に高速回転体の回転バランスを修正することが一般的である。
このような回転バランスの修正は、高速回転体の回転軸と一体的に回転する修正対象部（例えば、回転軸に固定されたナット等）の一部を修正加工（切削）することで行う。修正対象部の修正量（切削量）及び修正角度（切削方位）は、高速回転体を実運転に近い速度で回転させた状態で、加速度センサによって高速回転体の振動成分を検出すると共に、回転センサによって高速回転体の回転角を検出し、これら高速回転体の振動成分と回転角との関係に基づいて算出する（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００２−３９９０４号公報

ところで、本出願人は、図３に示すように、予め高速回転体１０の回転軸１１における軸端面１１ａをＮ極とＳ極に２分して着磁しておき、この軸端面１１ａに対向して設置された磁気センサ１の出力信号と、高速回転体１０を高速回転可能に支持する回転支持体１２に設置された加速度センサ２の出力信号とに基づいて、修正対象部（例えば、回転軸１１に固定されたナット等：図示省略）の修正量及び修正角度を算出する発明を特願２００７−１０９４０３として出願している。

図４は、特願２００７−１０９４０３の発明（回転バランス計測装置）を示すブロック構成図である。磁気センサ１は、回転軸１１の軸端面１１ａに対向する面内において直交配置された２つの磁気抵抗器を有しており、高速回転体１０が回転すると、回転軸１１の１回転（３６０°）を１周期とする正弦波信号と、該正弦波信号に対して位相が９０°ずれた正弦波信号（つまり余弦波信号）の２つの信号を第１増幅器３に出力する。加速度センサ２は、高速回転体１０の回転アンバランスによって発生する回転支持体１２の振動を検出し、当該振動に応じた加速度信号を第２増幅器４に出力する。

第１増幅器３は、磁気センサ１から入力される正弦波信号及び余弦波信号を増幅した後、正弦波信号を比較器５に出力すると共に、正弦波信号及び余弦波信号をバランス演算処理部６（詳細には信号入力部６ａ）に出力する。第２増幅器４は、加速度センサ２から入力される加速度信号を増幅してバランス演算処理部６（詳細には信号入力部６ａ）に出力する。比較器５は、第１増幅器３から入力される正弦波信号が正の期間、つまり回転軸１１の回転角θが０°〜１８０°の期間のみ所定電圧値となる回転パルス信号を生成してバランス修正加工部７（詳細には角度位置決め機構７ａ）に出力する。

バランス演算処理部６は、磁気センサ１の出力である正弦波信号及び余弦波信号と、加速度センサ２の出力である加速度信号とに基づいて、修正対象部の修正量及び修正角度を算出するものであり、信号入力部６ａとデジタル演算部６ｂとから構成されている。信号入力部６ａは、例えばＡ／Ｄコンバータであり、第１増幅器３を介して入力される正弦波信号及び余弦波信号と、第２増幅器４を介して入力される加速度信号とをデジタル信号に変換してデジタル演算部６ｂに出力する。

デジタル演算部６ｂは、正弦波信号（または余弦波信号でも良い）から高速回転体１０の回転数を算出すると共に、正弦波信号及び余弦波信号に基づいて回転軸１１の回転角θを算出し（回転角θ＝tan^-1(sinθ/cosθ)）、所定の修正回転数（例えば実運転に近い回転数）における、回転角θと加速度信号（つまり振動成分）との関係に基づいて修正対象部の修正量及び修正角度を算出する。

このように算出された修正量及び修正角度は、一旦、デジタル演算部６ｂの内部メモリに格納される。そして、高速回転体１０の回転が停止し、修正対象部の修正加工を開始する際において、デジタル演算部６ｂは、内部メモリから読み出した修正角度をバランス修正加工部７の角度位置決め機構７ａに出力する一方、同じく内部メモリから読み出した修正量を修正加工機構７ｂに出力する。

バランス修正加工部７は、バランス演算処理部６（デジタル演算部６ｂ）によって算出された修正量及び修正角度に基づいて修正対象部を修正加工するものであり、角度位置決め機構７ａと修正加工機構７ｂとから構成されている。角度位置決め機構７ａは、回転停止時において、回転軸１１の回転角θを微調整するためのサーボモータ等からなる機構であり、回転軸１１の回転角θをデジタル演算部６ｂから入力される修正角度に位置決めする。なお、この時、角度位置決め機構７ａは、比較器５から入力される回転パルス信号を基に原点復帰を行って原点位置（回転角θ＝０°）を確定し、その原点位置を基準として回転角θを修正角度に位置決めする。

修正加工機構７ｂは、修正対象部を修正加工（切削）するためのドリルや該ドリルの位置制御部等からなる機構であり、デジタル演算部６ｂから入力される修正量（切削量）に基づいてドリルを制御することにより、修正対象部を修正加工する。なお、修正加工機構７ｂは、角度位置決め機構７ａによる回転角θの位置決めが完了した後に、修正対象部の修正加工を実施する。

以上のように、図４の構成では、磁気センサ１から出力される正弦波信号を基に、角度位置決め機構７ａの原点復帰動作に使用される回転パルス信号を生成する。ここで、磁気センサ１から出力される正弦波信号は、磁気センサ１と回転軸１１との位置関係や軸端面１１ａの着磁の強さのバラツキ等に起因してオフセットが生じてしまうことがある。図５（ａ）はオフセットが発生していない場合、図５（ｂ）はオフセットが発生した場合の、磁気センサ１から出力される正弦波信号と、比較器５から出力される回転パルス信号との時間的な対応関係を示す図である。

デジタル演算部６ｂは、正弦波信号の負から正へのゼロクロス点を原点（０°）として修正角度を算出する一方、角度位置決め機構７ａは、回転パルス信号の立ち上がりを原点(０°）として回転軸１１の原点復帰動作を行う。従って、図５（ａ）のように、正弦波信号にオフセットが発生していない場合では、デジタル演算部６ｂで把握される原点（正弦波信号のゼロクロス点）と、角度位置決め機構７ａで把握される原点（回転パルス信号の立ち上がり）とが一致するため、デジタル演算部６ｂで算出された修正角度に回転軸１１の回転角θを正確に位置決めすることができる。

一方、図５（ｂ）のように、正弦波信号にオフセットが発生した場合、正弦波信号のゼロクロス点は原点（０°）からずれることになる（実線）が、デジタル演算部６ｂはソフト的なオフセット補正処理によって、ゼロクロス点と原点（０°）とが一致する正弦波信号（点線）に補正し、このオフセット補正後の正弦波信号のゼロクロス点を原点（０°）として修正角度を算出する機能を有している。しかしながら、比較器５はハードウェアであるため、上記のようなオフセット補正を行うことはできず、正弦波信号にオフセットが発生してゼロクロス点が原点（０°）からずれると、回転パルス信号の立ち上がりも原点（０°）からずれてしまう。

すなわち、正弦波信号にオフセットが発生した場合、デジタル演算部６ｂで把握される原点（正弦波信号のゼロクロス点）と、角度位置決め機構７ａで把握される原点（回転パルス信号の立ち上がり）との間にずれが生じてしまう。その結果、デジタル演算部６ｂで算出される修正角度に回転角θを正確に位置決めすることができず、修正対象部を正しく修正加工することができなくなる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、より精度良く修正対象部の修正加工を行うことが可能な回転バランス修正装置及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、回転バランス修正装置に係る第１の解決手段として、高速回転体の回転軸に設置された修正対象部を修正加工することにより前記高速回転体の回転バランスを修正する回転バランス修正装置であって、Ｎ極とＳ極に２分して着磁された回転軸の軸端面に対向して設置された磁気センサと、前記高速回転体を高速回転可能に支持する回転支持体に設置された加速度センサと、前記磁気センサの出力信号及び前記加速度センサの出力信号に基づいて、前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出するバランス演算処理部と、前記修正角度を基に前記回転軸の回転角を位置決めした後、前記修正量を基に前記修正対象部を修正加工するバランス修正加工部と、前記磁気センサの出力信号からオフセット成分を抽出するローパスフィルタと、前記磁気センサの出力信号に前記ローパスフィルタにて抽出されたオフセット成分を加算する加算部と、前記オフセット成分加算後の磁気センサの出力信号から前記バランス修正加工部による前記位置決め前の回転軸の原点復帰に必要な原点基準信号を生成する基準信号生成部とを備えることを特徴とする。

また、回転バランス修正装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記バランス演算処理部は、前記磁気センサの出力信号のオフセット補正処理を行い、該オフセット補正処理後の出力信号を用いて前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出することを特徴とする。

また、回転バランス修正装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記磁気センサの出力信号として前記回転軸の回転に応じた正弦波信号と余弦波信号が出力される場合において、前記バランス演算処理部は、前記正弦波信号または余弦波信号から高速回転体の回転数を算出すると共に、前記正弦波信号及び余弦波信号に基づいて回転軸の回転角を算出し、所定の修正回転数における回転角と加速度センサの出力信号との関係に基づいて前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出することを特徴とする。

さらに、本発明では、回転バランス修正方法に係る解決手段として、高速回転体の回転軸に設置された修正対象部を修正加工することにより前記高速回転体の回転バランスを修正する回転バランス修正方法であって、Ｎ極とＳ極に２分して着磁された回転軸の軸端面に対向して設置された磁気センサの出力信号と、前記高速回転体を高速回転可能に支持する回転支持体に設置された加速度センサの出力信号とに基づいて、前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出する第１工程と、ローパスフィルタによって抽出した磁気センサの出力信号のオフセット成分を、該磁気センサの出力信号に加算し、該オフセット成分加算後の磁気センサの出力信号から前記回転軸の原点復帰に必要な原点基準信号を生成する第２工程と、前記原点基準信号を基に前記回転軸の原点復帰を行い、前記修正角度を基に前記回転軸の回転角を位置決めした後、前記修正量を基に前記修正対象部を修正加工する第３工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ローパスフィルタにて抽出した磁気センサの出力信号のオフセット成分を加算部によって原出力信号に加算し、該オフセット量加算後の磁気センサの出力信号から回転軸の原点復帰に必要な原点基準信号を生成するため、バランス演算処理部で把握される原点と、バランス修正加工部で把握される原点とを一致させることができる。その結果、磁気センサの出力信号にオフセットが発生している場合であっても、本来位置決めすべき角度（バランス演算処理部で算出された修正角度）に回転軸の回転角を正確に位置決めすることができ、修正対象部を精度良く修正加工することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る回転バランス修正装置のブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係る回転バランス修正装置の変形例である。 高速回転体１０に対する磁気センサ１及び加速度センサ２の配置関係を示す模式図である。 先に出願した回転バランス修正装置のブロック構成図である。 先に出願した回転バランス修正装置の問題点に関する説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図３及び図４と重複する構成要素には同一符号を付して説明する。
図１は、本実施形態に係る回転バランス修正装置のブロック構成図である。この図１に示すように、本実施形態に係る回転バランス修正装置は、磁気センサ１、加速度センサ２、第１増幅器３Ａ、ＬＰＦ（Low Pass Filter）３Ｂ、第２増幅器４、比較器５、バランス演算処理部６及びバランス修正加工部７から構成されている。

このような回転バランス修正装置は、図２に示すような、予め軸端面１１ａがＮ極とＳ極に２分して着磁された回転軸１１を有する高速回転体１０の回転バランスを修正するものであり、磁気センサ１は回転軸１１の軸端面１１ａに対向して設置され、加速度センサ２は高速回転体１０を高速回転可能に支持する回転支持体１２に設置されている。

磁気センサ１は、回転軸１１の軸端面１１ａに対向する面内において直交配置された２つの磁気抵抗器を有しており、高速回転体１０が回転すると、回転軸１１の１回転（３６０°）を１周期とする正弦波信号と、該正弦波信号に対して位相が９０°ずれた正弦波信号（つまり余弦波信号）の２つの信号を第１増幅器３に出力する。加速度センサ２は、高速回転体１０の回転アンバランスによって発生する回転支持体１２の振動を検出し、当該振動に応じた加速度信号を第２増幅器４に出力する。

第１増幅器３Ａは、磁気センサ１から入力される正弦波信号及び余弦波信号を増幅した後、これら増幅した正弦波信号と余弦波信号のそれぞれにＬＰＦ３Ｂから入力されるオフセット成分を示すアナログ電圧値（以下、オフセット電圧値と称す）を加算し、オフセット電圧値加算後の正弦波信号を比較器５に出力すると共に、オフセット電圧値加算後の正弦波信号及び余弦波信号をバランス演算処理部６（詳細には信号入力部６ａ）に出力する。なお、第１増幅器３Ａにおけるオフセット電圧値の加算とは、正弦波信号に含まれるオフセット成分を除去する方向に加算するという意味であり、オフセット成分の正負符号によっては減算することも当然含まれる。

ＬＰＦ３Ｂは、入力信号から直流成分（つまりオフセット成分）を通過させるために十分低いカットオフ周波数に設定されており、第１増幅器３Ａから入力される正弦波信号（または余弦波信号でも良い）からオフセット成分を通過させ、そのオフセット成分を示すアナログ電圧値（オフセット電圧値）を第１増幅器３Ａにフィードバックする。

第２増幅器４は、加速度センサ２から入力される加速度信号を増幅してバランス演算処理部６（詳細には信号入力部６ａ）に出力する。比較器５（基準信号生成部）は、第１増幅器３Ａから入力される正弦波信号が正の期間、つまり回転軸１１の回転角θが０°〜１８０°の期間のみ所定電圧値となる回転パルス信号（原点基準信号）を生成してバランス演算処理部６（詳細には信号入力部６ａ）及びバランス修正加工部７（詳細には角度位置決め機構７ａ）に出力する。

バランス演算処理部６は、磁気センサ１から第１増幅器３Ａを介して入力される正弦波信号及び余弦波信号と、加速度センサ２から第２増幅器４を介して入力される加速度信号とに基づいて、修正対象部（例えば、回転軸１１に固定されたナット等：図示省略）の修正量及び修正角度を算出するものであり、信号入力部６ａとデジタル演算部６ｂとから構成されている。信号入力部６ａは、例えばＡ／Ｄコンバータであり、第１増幅器３Ａを介して入力される正弦波信号及び余弦波信号と、第２増幅器４を介して入力される加速度信号とをデジタル信号に変換してデジタル演算部６ｂに出力する。

デジタル演算部６ｂは、正弦波信号（または余弦波信号でも良い）から高速回転体１０の回転数を算出すると共に、正弦波信号及び余弦波信号に基づいて回転軸１１の回転角θを算出し（回転角θ＝tan^-1(sinθ/cosθ)）、所定の修正回転数（例えば実運転に近い回転数）における、回転角θと加速度信号（つまり振動成分）との関係に基づいて修正対象部の修正量及び修正角度を算出する。さらに、デジタル演算部６ｂは、ソフト的なオフセット補正処理によって、正弦波信号におけるゼロクロス点と原点（０°）とが一致するように補正し、このオフセット補正後の正弦波信号のゼロクロス点を原点（０°）として修正角度を算出する機能を有している。

バランス修正加工部７は、バランス演算処理部６（デジタル演算部６ｂ）によって算出された修正角度及び修正量に基づいて修正対象部を修正加工するものであり、角度位置決め機構７ａと修正加工機構７ｂとから構成されている。角度位置決め機構７ａは、高速回転体１０の回転停止時において、回転軸１１の回転角θを微調整するためのサーボモータ等からなる機構であり、デジタル演算部６ｂから入力される修正角度を基に回転軸１１の回転角θの位置決めを行う。なお、この時、角度位置決め機構７ａは、比較器５から入力される回転パルス信号を基に原点復帰を行って原点位置（回転角θ＝０°）を確定し、その原点位置を基準として回転角θの位置決めを行う。

修正加工機構７ｂは、修正対象部を修正加工（切削）するための切削ドリルや該切削ドリルの移動制御機構等からなる機構であり、デジタル演算部６ｂから入力される修正量（切削量）に基づいて切削ドリルを移動制御することにより修正対象部を修正加工する。なお、修正加工機構７ｂは、角度位置決め機構７ａによる回転角θの位置決めが完了した後に、修正対象部の修正加工を実施する。

次に、上記のように構成された本実施形態に係る回転バランス修正装置の動作について説明する。
まず、高速回転体１０を所定の修正回転数で回転させる。例えば、高速回転体１０が車両用過給機のタービンである場合、圧縮空気を供給することで高速回転体１０を回転させる。このように高速回転体１０を回転させるための機構（圧縮空気供給装置等）は、回転バランス修正装置によって制御しても良いし、他の制御装置によって制御するようにしても良い。

上記のように高速回転体１０が回転すると、磁気センサ１から回転軸１１の１回転（３６０°）を１周期とする正弦波信号と、該正弦波信号に対して位相が９０°ずれた余弦波信号が出力される一方、加速度センサ２から高速回転体１０の回転アンバランスによって発生する振動に応じた加速度信号が出力される。

磁気センサ１の出力である正弦波信号及び余弦波信号は、第１増幅器３Ａ及び信号入力部６ａを介して増幅及びデジタル変換された後、デジタル演算部６ｂに入力される。なお、初期状態ではＬＰＦ３Ｂから第１増幅器３Ａにオフセット電圧値が出力されていないため、この時点では第１増幅器３Ａにおいてオフセット電圧値の加算は行われない。一方、加速度センサ２の出力である加速度信号は、第２増幅器４及び信号入力部６ａを介して増幅及びデジタル変換された後、デジタル演算部６ｂに入力される。

そして、デジタル演算部６ｂは、正弦波信号から高速回転体１０の回転数を算出すると共に、正弦波信号及び余弦波信号に基づいて回転軸１１の回転角θを算出し、修正回転数における回転角θと加速度信号（振動成分）との関係に基づいて、修正対象部の修正量及び修正角度を算出する。ここで、デジタル演算部６ｂは、図５（ｂ）のように、正弦波信号にオフセットが存在する場合、ゼロクロス点と原点（０°）とが一致するように正弦波信号のオフセット補正を行い、このオフセット補正後の正弦波信号のゼロクロス点を原点（０°）として修正角度を算出する。

なお、修正量及び修正角度を算出する段階では、ＬＰＦ３Ｂからオフセット電圧値が第１増幅器３Ａにフィードバックされているため、第１増幅器３Ａからはオフセット電圧値加算後の正弦波信号及び余弦波信号がバランス演算処理部６に出力される。つまり、デジタル演算部６ｂは、オフセットの存在しない正弦波信号及び余弦波信号を取得することになるため、必ずしもソフト的なオフセット補正処理を行う必要はない。

上記のように算出された修正角度及び修正量は、一旦、デジタル演算部６ｂの内部メモリに格納される。そして、高速回転体１０の回転が停止し、修正対象部の修正加工を開始する際において、デジタル演算部６ｂは、内部メモリから読み出した修正角度を角度位置決め機構７ａに出力する一方、同じく内部メモリから読み出した修正量を修正加工機構７ｂに出力する。

角度位置決め機構７ａは、高速回転体１０の回転停止時において、デジタル演算部６から入力される修正角度を基に回転軸１１の回転角θの位置決めを行う。この時、角度位置決め機構７ａは、比較器５から入力される回転パルス信号を基に原点復帰を行って原点位置（回転角θ＝０°）を確定し、その原点位置を基準として回転角θの位置決めを行う。

ここで、ＬＰＦ３Ｂからオフセット電圧値が第１増幅器３Ａにフィードバックされているため、第１増幅器３Ａからはオフセット電圧値加算後の正弦波信号が比較器５に出力される。つまり、図５（ａ）に示す正弦波信号にオフセットが存在しない場合と同様に、立ち上がりタイミングが原点（０°）と一致する回転パルス信号が比較器５から出力されることになる。

従って、正弦波信号にオフセットが発生している場合であっても、デジタル演算部６ｂで把握される原点（正弦波信号のゼロクロス点）と、角度位置決め機構７ａで把握される原点（回転パルス信号の立ち上がり）とが一致するため、デジタル演算部６ｂで算出された修正角度に回転軸１１の回転角θを正確に位置決めされる。

そして、修正加工機構７ｂは、角度位置決め機構７ａによる回転角θの位置決めが完了した後、デジタル演算部６ｂから入力される修正量に基づいて切削ドリルを移動制御することにより修正対象部を修正加工する。具体的には、修正対象部がナットである場合、ナット端面から修正量（切削量）に応じた移動量だけ切削ドリルをナットの深さ方向に前進させることでナットを切削する。

以上のように、本実施形態に係る回転バランス修正装置によれば、ＬＰＦ３Ｂにて抽出した正弦波信号のオフセット成分（オフセット電圧値）を、第１増幅器３Ａによって原の正弦波信号に加算（若しくは減算）することにより、デジタル演算部６ｂで把握される原点（正弦波信号のゼロクロス点）と、角度位置決め機構７ａで把握される原点（回転パルス信号の立ち上がり）とを一致させることができる。その結果、正弦波信号にオフセットが発生している場合であっても、本来位置決めすべき角度（デジタル演算部６ｂで算出された修正角度）に回転軸１１の回転角θを正確に位置決めすることができ、修正対象部を精度良く修正加工することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず、以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、第１増幅器３Ａにオフセット電圧値の加算機能を備える場合を例示したが、例えば第１増幅器３Ａには増幅機能だけを設け、第１増幅器３Ａの後段に、第１増幅器３Ａにて増幅された正弦波信号及び余弦波信号にＬＰＦ３Ｂの出力であるオフセット電圧値を加算する加算器を別個に設けるような構成としても良い。また、磁気センサ１の出力信号が増幅する必要のない程度の振幅を有している場合には、第１増幅器３Ａを省略して、磁気センサ１の後段に、正弦波信号及び余弦波信号にＬＰＦ３Ｂの出力であるオフセット電圧値を加算する加算器を直接設けるような構成としても良い。

（２）上記実施形態では、ＬＰＦ３Ｂの出力と直接第１増幅器３Ａの入力とを直接接続したが、ＬＰＦ３Ｂの出力端と第１増幅器３Ａの入力端との間に、ＬＰＦ３Ｂの出力であるオフセット電圧値を保持するためのオフセット量保持部（例えばサンプルホールドアンプ）を設けるような構成としても良い。

（３）図２に示すように、比較器５の代わりにＲ／Ｄ（レゾルバ／デジタル）変換器８を備えても良い。このＲ／Ｄ変換器８は、磁気センサ１から第１増幅器３Ａを介して入力される正弦波信号及び余弦波信号を基に回転軸１１の回転角θを検出し、その検出結果を示すデジタルデータ（アブソリュート信号）を角度位置決め機構７ａに出力する。例えば、図２に示すように、Ｒ／Ｄ変換器８の変換分解能を１０ビット（１０２４）とすると、３６０°／１０２４＝０．３５°となり、１°以下の回転角θの検出が可能である。

Ｒ／Ｄ変換器８を設けた場合、角度位置決め機構７ａは、切削角度の位置決め前に、Ｒ／Ｄ変換器８から入力されるアブソリュート信号に基づいて、回転軸１１の原点復帰を行う。このように、比較器５にて生成される回転パルス信号を回転軸１１の原点復帰に必要な原点基準信号として使用する場合だけでなく、Ｒ／Ｄ変換器８にて生成されるアブソリュート信号を原点基準信号として使用する場合であっても、本来位置決めすべき角度に回転軸１１の回転角θを正確に位置決めすることができ、修正対象部を精度良く修正加工することが可能となる。

（４）上記実施形態では、高速回転体１０として車両用過給器のタービンを想定したが、その他、ガスタービン等の高速回転機械の回転バランスを修正するために、本発明を適用することが可能である。

１…磁気センサ、２…加速度センサ、３Ａ…第１増幅器、３Ｂ…ＬＰＦ、４…第２増幅器、５…比較器、６…バランス演算処理部、６ａ…信号入力部、６ｂ…デジタル演算部、７…バランス修正加工部、７ａ… 角度位置決め機構、７ｂ…修正加工機構、１０…高速回転体、１１…回転軸、１１ａ…軸端面、１２…回転支持体

Claims (4)

1. 高速回転体の回転軸に設置された修正対象部を修正加工することにより前記高速回転体の回転バランスを修正する回転バランス修正装置であって、
   Ｎ極とＳ極に２分して着磁された回転軸の軸端面に対向して設置された磁気センサと、
   前記高速回転体を高速回転可能に支持する回転支持体に設置された加速度センサと、
   前記磁気センサの出力信号及び前記加速度センサの出力信号に基づいて、前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出するバランス演算処理部と、
   前記修正角度を基に前記回転軸の回転角を位置決めした後、前記修正量を基に前記修正対象部を修正加工するバランス修正加工部と、
   前記磁気センサの出力信号からオフセット成分を抽出するローパスフィルタと、
   前記磁気センサの出力信号に前記ローパスフィルタにて抽出されたオフセット成分を加算する加算部と、
   前記オフセット成分加算後の磁気センサの出力信号から前記バランス修正加工部による前記位置決め前の回転軸の原点復帰に必要な原点基準信号を生成する基準信号生成部と、
   を備えることを特徴とする回転バランス修正装置。
2. 前記バランス演算処理部は、前記磁気センサの出力信号のオフセット補正処理を行い、該オフセット補正処理後の出力信号を用いて前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出することを特徴とする請求項１記載の回転バランス修正装置。
3. 前記磁気センサの出力信号として前記回転軸の回転に応じた正弦波信号と余弦波信号が出力される場合において、
   前記バランス演算処理部は、前記正弦波信号または余弦波信号から高速回転体の回転数を算出すると共に、前記正弦波信号及び余弦波信号に基づいて回転軸の回転角を算出し、所定の修正回転数における回転角と加速度センサの出力信号との関係に基づいて前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の回転バランス修正装置。
4. 高速回転体の回転軸に設置された修正対象部を修正加工することにより前記高速回転体の回転バランスを修正する回転バランス修正方法であって、
   Ｎ極とＳ極に２分して着磁された回転軸の軸端面に対向して設置された磁気センサの出力信号と、前記高速回転体を高速回転可能に支持する回転支持体に設置された加速度センサの出力信号とに基づいて、前記修正対象部の修正量及び修正角度を算出する第１工程と、
   ローパスフィルタによって抽出した磁気センサの出力信号のオフセット成分を、該磁気センサの出力信号に加算し、該オフセット成分加算後の磁気センサの出力信号から前記回転軸の原点復帰に必要な原点基準信号を生成する第２工程と、
   前記原点基準信号を基に前記回転軸の原点復帰を行い、前記修正角度を基に前記回転軸の回転角を位置決めした後、前記修正量を基に前記修正対象部を修正加工する第３工程と、
   を有することを特徴とする回転バランス修正方法。

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