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バランシングマシンの
働き Functions of Balancing Machines

近年、家電や自動車、産業機械など駆動源を持つあらゆる製品は、性能の向上や環境に配慮した省エネ化が求められるなかで、無騒音・無振動が要求されています。このため回転部品は、加工精度を向上するとともに小型軽量化を図りつつ、所定のパワーあるいは容量を維持するため高速化の傾向にあります。

しかし、小型軽量化と高速化は振動・騒音発生の最大の原因となります。そこで、自動車や電車の走行中の振動、電化製品や機械の運転中の振動、地震による大地の振動など振動を軽減するために、「釣り合い良さ」を追求する“バランシングマシン”が必要不可欠なものになっているのです。

Point 01 そもそも振動の原因とは

タイヤや機械などの振動においては、大きな原因のひとつとして、それぞれを構成する回転部品の不釣り合い(アンバランス)があげられます。

工業製品として加工された回転体は中心軸に対して完全には釣り合っていません。回転部品をコマに例えると、重さが釣り合っているコマはスムーズに回転しますが、釣り合っていないコマは不安定な回転をします。この不安定な状態で回転をすると振動の原因となり、その振動により他の構成部品の寿命を縮める原因にもなります。

Point 02 バランシングマシンとは

バランシングマシンは、部品を回転させることにより発生する回転振動を計測し、質量の最も重い(または軽い)位置とその量を検出します。さらにその計測データを解析することによって、「釣り合い良さ」(=回転時の釣り合い)の可否を判定する計測装置です。

ここでは、タイヤ用のバランシングマシンを例にご説明します。

タイヤはゴム等多数の部材を複雑な製造工程を経て製品化するので、均一化が極めて難しい製品です。そのためタイヤには重さや形状等にばらつきがでてしまいます。
そこでタイヤを回転させることによって見た目では分からない振動を計測・解析し、バランスがどのようになっているか測定します。

このバランスの測定によって検出したタイヤの重い部分にマーキングされ、タイヤとホイールを装着する時にホイールの軽いところと組み合わせるなどの工法で、タイヤの重さのバランスを調整することができるのです。

Point 03 「釣り合いの良さ」の追求

駆動源を持つあらゆる製品は、性能向上や環境に配慮した省エネ化が求められるなかで、無騒音・無振動が理想として求められています。

製品を構成する部品は、加工精度を向上するとともに小型軽量化を図り、所定のパワーあるいは容量を維持するために、高速回転化する傾向にあります。しかし、この小型軽量化と高速化は、振動・騒音発生の最大の要因となります。

この振動・騒音の発生を軽減するために、部品の加工精度を上げることはもちろん、徹底的に「釣り合い良さ」を追求することが必要となっており、この「釣り合い良さ」を計測する機械がバランシングマシンなのです。

Point 04 振動計測技術

当社の「振動計測技術」とは、振動の原因となる「不釣り合い」「力」「振れ」を計測し、それを修正する技術を総称しており、それぞれ次のような製品を開発・製造しています。

「不釣り合い」の計測
「力」の計測
「振れ」の計測

「不釣り合い」の計測

バランシングマシン

Balancing Machine

バランシングマシン

計測する部品を回転させて不釣り合いを計測

「力」の計測

ユニフォーミティマシン

Uniformity Machine

ユニフォーミティマシン

タイヤを実走状態に近い状態で、回転させて路面との間に発生する反発力を計測

完成タイヤのユニフォーミティ試験(Uniformity Test=形状試験、均一試験)とは、加工行程においてタイヤの肉厚や強度にバラツキが出るため、その誤差が規格内に入っているかどうかをチェックするものです。試験方法としては、タイヤにダミーリムを装着し、所定の空気圧を与えて路面に相当するドラム(円柱状の擬似路面)を一定の力で押し当て(通常そのタイヤの受け持つ荷重分:乗用車の場合は500kg程度)、タイヤの反発力の変位量を測定してそのタイヤの良し悪しを判定します。

地震計

Seismometer

地震計

全方向からの地震振動の加速度を計測(東西南北および上下動方向にセンサーを設置して計測し、その波形を演算処理する)して、気象庁の定めたアルゴリズムに従って計測震度を表示するとともに地震波形を記憶、後日にそのデータを取り出すことができるか、もしくは関係機関へ送信する機能を有したネットワーク対応型のもの。

「振れ」の計測

シャフト歪自動矯正機・歯車噛合試験機、ホイールやタイヤなどの形状(振れ)測定機

Shaft Straightening Machine、Gear Tester、Run‐out Measuring System For Wheel

シャフト歪自動矯正機・歯車噛合試験機、ホイール振れ測定機

計測する部品を回転させて計測

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