JP2010096036A - Imbalance correction method of turbo charger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車エンジン等のエンジンに搭載されるターボチャージャについて、ターボチャージャが有する回転体のアンバランスを修正するために用いられるターボチャージャのアンバランス修正方法に関する。 The present invention relates to a turbocharger unbalance correction method used to correct an unbalance of a rotating body of a turbocharger, for example, for a turbocharger mounted on an engine such as an automobile engine.
例えば自動車エンジン等のエンジンに搭載されるターボチャージャは、エンジンからの排気を動力源として回転する回転体を有し、この回転体の回転(詳細には回転体に含まれるコンプレッサホイールの回転)により、エンジンに供給される吸気を圧縮して過給する。ターボチャージャによる過給が行われることで、エンジンの出力の向上が図られる。ターボチャージャの回転体は、過給に際して非常に高速で回転する。 For example, a turbocharger mounted on an engine such as an automobile engine has a rotating body that rotates by using exhaust from the engine as a power source, and the rotation of the rotating body (specifically, rotation of a compressor wheel included in the rotating body). Compresses and supercharges the intake air supplied to the engine. By supercharging with the turbocharger, the engine output can be improved. The turbocharger rotating body rotates at a very high speed during supercharging.
このように高速で回転する回転体を有するターボチャージャにおいては、その回転体に存在するアンバランスが大きいと、回転体の回転にともなう振動が過大となり、回転体を支持する部分等の振動やそれにともなう騒音等の不具合が生じる場合がある。このため、ターボチャージャにおいては、回転体のバランスが非常に重要である。そこで、ターボチャージャについては、その製造過程において、回転体のアンバランスの修正が行われる(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には、回転電機により回転体に回転力が付与される構成において、ターボチャージャを分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するための技術が開示されている。 In such a turbocharger having a rotating body that rotates at a high speed, if the unbalance existing in the rotating body is large, vibration due to the rotation of the rotating body becomes excessive, and vibrations of a portion that supports the rotating body, etc. There may be a problem such as noise. For this reason, in the turbocharger, the balance of the rotating body is very important. Therefore, for the turbocharger, the imbalance of the rotating body is corrected during the manufacturing process (see, for example, Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a technique for correcting an unbalanced state in a short time without disassembling a turbocharger in a configuration in which a rotational force is applied to a rotating body by a rotating electrical machine.
従来、ターボチャージャのアンバランスの修正は、一般的に次のようにして行われる。ターボチャージャのアンバランスの修正に際しては、エンジンからの排気に相当するエアが使用され、回転体が所定の回転数で回転させられる。回転体が回転している状態で、加速度ピックアップにより振動加速度が検出され、位相検出器により回転体の回転角(位相)が検出される。これらの検出された振動加速度および回転角(位相)に基づいて、回転体のアンバランスの量および位相が算出される。そして、算出されたアンバランスの量および位相に基づき、回転体のバランスの調整(アンバランスの修正)が行われる。バランスの調整は、回転体においてアンバランスに対応する所定の部分が機械加工等によって切削されて除去されることにより行われる。 Conventionally, correction of unbalance of a turbocharger is generally performed as follows. When correcting the unbalance of the turbocharger, air corresponding to the exhaust from the engine is used, and the rotating body is rotated at a predetermined rotational speed. With the rotating body rotating, vibration acceleration is detected by the acceleration pickup, and the rotation angle (phase) of the rotating body is detected by the phase detector. Based on the detected vibration acceleration and rotation angle (phase), the amount and phase of the unbalance of the rotating body are calculated. Based on the calculated unbalance amount and phase, the balance of the rotating body is adjusted (imbalance correction). The balance is adjusted by cutting and removing a predetermined portion corresponding to the unbalance in the rotating body by machining or the like.
このような従来のアンバランスの修正方法においては、次のような問題がある。すなわち、従来の方法においては、前述のとおり、振動加速度および位相の検出値に基づくアンバランスの算出が行われた後、その算出値に基づいて切削加工によるバランスの調整が行われる。このため、従来の方法では、アンバランスの算出における算出誤差や、バランスの調整における加工誤差が生じる。結果として、アンバランスの修正回数が多くなったり、アンバランスの修正精度に限界があったりする。つまり、従来の方法では、アンバランスの算出が行われる工程とバランスの調整が行われる工程との各工程で発生する誤差が累積するため、アンバランスの修正精度の向上が困難である。ターボチャージャにおいて、今後のさらなる静音化に対応するためには、アンバランスの修正精度の向上が必要である。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、アンバランスの算出が行われる工程や、切削加工等によるバランスの調整が行われる工程等の、誤差が生じやすい工程を省略することができ、アンバランスの修正精度の向上を図ることができるターボチャージャのアンバランス修正方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the problems to be solved include a process in which an unbalance is calculated, a process in which balance is adjusted by cutting, and the like. An object of the present invention is to provide a turbocharger unbalance correction method capable of omitting a process in which an error is likely to occur and improving imbalance correction accuracy.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
すなわち、請求項1においては、所定の回転軸を中心として回転可能に支持される回転体を有し、該回転体の回転により過給を行うターボチャージャのアンバランス修正方法であって、前記回転体に、前記回転軸を中心とする回転形状を有する空間を設け、該空間に、加熱されることで硬化するとともに前記空間を形成する壁面に固定された状態となるペースト状または液状の流動材料を入れた状態で、前記流動材料を、前記空間内において前記回転体が有するアンバランスを相殺する位置に流動させて偏在させるために、前記回転体を所定の回転数以上で回転させる回転工程と、前記回転工程により前記空間内において偏在した状態の前記流動材料を、硬化させるとともに前記壁面に固定するために、前記流動材料を加熱する加熱工程と、を行うものである。 That is, according to claim 1, there is provided a turbocharger unbalance correction method comprising a rotating body that is rotatably supported around a predetermined rotation axis, and performing supercharging by rotation of the rotating body, wherein the rotation A paste-like or liquid fluid material that is provided in a body with a space having a rotational shape centered on the rotational axis, is cured by being heated, and is fixed to a wall surface that forms the space. A rotating step of rotating the rotating body at a predetermined number of revolutions or more in order to cause the fluid material to flow and be unevenly distributed in the space to a position that cancels the unbalance of the rotating body in the space. A heating step of heating the fluid material in order to cure and fix the fluid material in a state unevenly distributed in the space by the rotation step to the wall surface; Is performed.
請求項2においては、前記回転体に、前記流動材料を前記空間に入れるための注入口を設け、前記回転工程の前に、前記空間に前記流動材料が入れられてない前記回転体を所定の回転数で回転させた状態で前記回転体の回転にともなう振動を検出することで、前記回転体のアンバランスの量を測定する測定工程と、前記測定工程により測定された前記回転体のアンバランスの量に相当する量の前記流動材料を、前記注入口から前記空間に入れる注入工程と、を行うものである。 According to a second aspect of the present invention, the rotating body is provided with an inlet for putting the fluid material into the space, and the rotating body in which the fluid material is not placed in the space is provided in a predetermined manner before the rotating step. A measurement step of measuring the amount of unbalance of the rotating body by detecting vibration associated with the rotation of the rotating body in a state of being rotated at a rotational speed; and the unbalance of the rotating body measured by the measuring step And an injection step of putting an amount of the fluid material corresponding to the amount of the fluid material into the space from the injection port.
請求項3においては、請求項1または請求項2に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記回転体は、前記回転軸の方向を軸方向とするシャフト部と、該シャフト部の軸方向の一端側に設けられ前記回転体の回転動力を得るためのタービンホイール部と、前記シャフト部を形成するシャフト部材にインペラが固定されることにより前記シャフト部の軸方向の他端側に設けられ過給に際して吸気を圧縮するためのコンプレッサホイール部とを有し、前記コンプレッサホイール部は、前記インペラを前記シャフト部材に固定するための固定部材を有するものであり、前記空間を、前記固定部材に設けるものである。 According to a third aspect of the present invention, in the turbocharger imbalance correction method according to the first or second aspect, the rotating body includes a shaft portion whose axial direction is the direction of the rotating shaft, and an axial direction of the shaft portion. A turbine wheel portion provided on one end side of the shaft for obtaining rotational power of the rotating body, and an impeller fixed to a shaft member forming the shaft portion to be provided on the other end side in the axial direction of the shaft portion. A compressor wheel portion for compressing intake air when supercharging, and the compressor wheel portion includes a fixing member for fixing the impeller to the shaft member, and the space is used as the fixing member. It is provided.
請求項4においては、請求項1または請求項2に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記回転体は、前記回転軸の方向を軸方向とするシャフト部と、該シャフト部を形成するシャフト部材にホイール部材が固定されることにより前記シャフト部の軸方向の一端側に設けられ前記回転体の回転動力を得るためのタービンホイール部と、前記シャフト部の軸方向の他端側に設けられ過給に際して吸気を圧縮するためのコンプレッサホイール部とを有するものであり、前記空間を、前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けるものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the turbocharger imbalance correcting method according to the first or second aspect, the rotating body forms a shaft portion whose axial direction is the direction of the rotating shaft, and the shaft portion. A turbine wheel part for obtaining rotational power of the rotating body provided on one end side in the axial direction of the shaft part by fixing a wheel member to the shaft member, and provided on the other end side in the axial direction of the shaft part And a compressor wheel portion for compressing intake air at the time of supercharging, and the space is provided between the shaft member and the wheel member.
請求項5においては、請求項1または請求項2に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記回転体は、前記回転軸の方向を軸方向とするシャフト部と、該シャフト部を形成するシャフト部材にホイール部材が固定されることにより前記シャフト部の軸方向の一端側に設けられ前記回転体の回転動力を得るためのタービンホイール部と、前記シャフト部材にインペラが固定されることにより前記シャフト部の軸方向の他端側に設けられ過給に際して吸気を圧縮するためのコンプレッサホイール部とを有し、前記コンプレッサホイール部は、前記インペラを前記シャフト部材に固定するための固定部材を有するものであり、前記空間を、前記固定部材、および前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けるものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the turbocharger imbalance correcting method according to the first or second aspect, the rotating body forms a shaft portion whose axial direction is the direction of the rotating shaft, and the shaft portion. By fixing the wheel member to the shaft member, the turbine wheel portion provided on one end side in the axial direction of the shaft portion for obtaining the rotational power of the rotating body, and the impeller being fixed to the shaft member, A compressor wheel portion that is provided on the other end side in the axial direction of the shaft portion and compresses intake air during supercharging, and the compressor wheel portion includes a fixing member for fixing the impeller to the shaft member. The space is provided between the fixing member and the shaft member and the wheel member.
請求項6においては、請求項4または請求項5に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記加熱工程における、前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けられる前記空間内の前記流動材料の加熱を、前記回転体の回転動力を与えるために前記タービンホイール部に対して供給するエアとして、少なくとも前記流動材料が硬化する程度に高い温度の高温ガスを用いることにより行うものである。
The turbocharger imbalance correction method according to
請求項7においては、請求項4〜6のいずれか一項に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記ホイール部材を前記シャフト部材に固定した状態を、前記シャフト部材および前記ホイール部材のいずれか一方に設けられ前記回転軸の方向の一側に開口する嵌合凹部と、前記シャフト部材および前記ホイール部材のいずれか他方に設けられ前記回転軸の方向の他側に突出する嵌合突部とが嵌合した状態とし、前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けられる前記空間を形成する壁面として、前記嵌合凹部の底面および内周面ならびに前記嵌合突部の先端面を用いるものである。 In the seventh aspect, in the turbocharger imbalance correction method according to any one of the fourth to sixth aspects, the state in which the wheel member is fixed to the shaft member is any of the shaft member and the wheel member. A fitting recess provided on one side and opening to one side in the direction of the rotation shaft, and a fitting protrusion provided on the other side of the shaft member and the wheel member and projecting to the other side in the direction of the rotation shaft And the bottom surface and the inner peripheral surface of the fitting recess and the tip surface of the fitting protrusion are used as the wall surface forming the space provided between the shaft member and the wheel member. Is.
請求項8においては、請求項7に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記嵌合凹部と前記嵌合突部との嵌合を、前記嵌合凹部に対する前記嵌合突部の圧入とし、前記嵌合突部における該嵌合突部の突出方向の先端側に、前記嵌合凹部の内周面との間に前記空間に連通する隙間を形成するとともに前記嵌合突部の先端面を形成する縮径部を設けるものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the turbocharger imbalance correcting method according to the seventh aspect, the fitting between the fitting recess and the fitting protrusion is press-fitting the fitting protrusion into the fitting recess. A gap communicating with the space is formed between the fitting protrusion and the inner peripheral surface of the fitting recess on the leading end side in the protruding direction of the fitting protrusion. The reduced diameter part which forms is provided.
請求項9においては、請求項7または請求項8に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けられる前記空間を形成する壁面のうち、少なくとも前記嵌合凹部の底面および前記嵌合突部の先端面の面粗度を他部に対して比較的大きくするものである。 In a ninth aspect of the present invention, in the turbocharger imbalance correcting method according to the seventh or eighth aspect, at least the fitting is selected among the wall surfaces forming the space provided between the shaft member and the wheel member. The surface roughness of the bottom surface of the joint recess and the front end surface of the fitting projection is made relatively large with respect to the other portions.
請求項10においては、請求項7〜9のいずれか一項に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法において、前記嵌合凹部の内周面、および前記嵌合突部の外周面の少なくともいずれかに、前記回転工程における前記回転体の回転にともない、前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けられる前記空間内の前記流動材料を、前記回転軸の方向のうち前記嵌合凹部の内周面と前記嵌合突部の外周面との合わせ面部の奥側の方向に導く螺旋状の溝を形成するものである。 In Claim 10, In the turbocharger unbalance correction method according to any one of Claims 7 to 9, at least one of the inner peripheral surface of the fitting recess and the outer peripheral surface of the fitting protrusion. Further, as the rotating body rotates in the rotating step, the fluid material in the space provided between the shaft member and the wheel member is used as the inner periphery of the fitting recess in the direction of the rotating shaft. A spiral groove is formed that leads in the direction toward the back side of the mating surface portion between the surface and the outer peripheral surface of the fitting protrusion.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、アンバランスの算出が行われる工程や、切削加工等によるバランスの調整が行われる工程等の、誤差が生じやすい工程を省略することができ、アンバランスの修正精度の向上を図ることができる。
As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the present invention, it is possible to omit an error-prone process such as a process in which unbalance is calculated and a process in which balance is adjusted by cutting or the like. Improvements can be made.
本発明は、ターボチャージャが有する回転体に空間を設け、この空間に、アンバランス修正用の物質として、所定の性質を有するペースト状または液状の流動材料を保持させることにより、ターボチャージャのアンバランスの修正を行うものである。 The present invention provides an unbalanced turbocharger by providing a space in a rotating body of a turbocharger and holding a paste-like or liquid fluid material having a predetermined property as a material for correcting unbalance in the space. This is a correction.
具体的には、回転体に設けられた空間に保持させる流動材料が有する性質は、加熱されることで硬化するとともに前記空間を形成する壁面に固定された状態となるというものである。そして、回転体の空間に流動材料が入れられた状態で、回転体が所定の回転数で回転させられることにより、空間内の流動材料は、現象的に、回転体が有するアンバランスを相殺する位置に流動して偏在した状態(回転体についてバランスが取れた状態)となる。かかる状態で、流動材料が加熱されることにより、流動材料がアンバランスを相殺する状態で硬化して空間を形成する壁面を介して回転体に固定された状態、つまり回転体についてアンバランスが修正された状態が得られる。 Specifically, the property of the fluid material held in the space provided in the rotating body is that it is cured by being heated and is fixed to the wall surface forming the space. Then, with the fluid material in the space of the rotator, the rotator is rotated at a predetermined number of revolutions, so that the fluid material in the space phenomenonally cancels the unbalance of the rotator. It will be in the state which flowed to the position and was unevenly distributed (the state which was balanced about the rotary body). In such a state, when the fluid material is heated, the fluid material is cured in a state of offsetting the unbalance, and is fixed to the rotating body through the wall surface forming the space, that is, the unbalance is corrected for the rotating body. The obtained state is obtained.
このように、本発明は、回転体に設けた空間に所定の性質を有する流動材料を入れ、回転体を所定の回転数で回転させた状態で流動材料を所定の温度以上に加熱することによって、バランスの調整(アンバランスの修正)のための切削加工等を行うことなしに、自動的に、回転体のアンバランスを高精度に修正しようとするものである。以下、本発明の実施の形態について説明する。 As described above, the present invention puts a fluid material having a predetermined property in a space provided in a rotating body, and heats the fluid material to a predetermined temperature or more in a state where the rotating body is rotated at a predetermined rotation speed. Thus, it is intended to automatically correct the unbalance of the rotating body with high accuracy without performing a cutting process for adjusting the balance (correcting the unbalance). Embodiments of the present invention will be described below.
本発明の第一実施形態について説明する。本実施形態において、アンバランスの修正対象となるターボチャージャ1の構成について説明する。図1に示すように、本実施形態のターボチャージャ1は、所定の回転軸(以下「ターボ回転軸」という。)C1を中心として回転可能に支持される回転体2を有し、この回転体2の回転により過給を行う。
A first embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the configuration of the turbocharger 1 that is the target of unbalance correction will be described. As shown in FIG. 1, a turbocharger 1 of the present embodiment has a
回転体2は、ターボチャージャ1を構成するハウジング3に回転可能に支持される。ハウジング3は、全体として略筒状に構成され、中心軸部分(筒軸部分)に、中心軸方向(筒軸方向)に貫通する(中心軸方向の両側に開口する)空間部分を有する。このハウジング3の空間部分に、回転体2が貫通した状態で回転可能に支持される。
The
回転体2は、シャフト部21と、タービンホイール部22と、コンプレッサホイール部23とを有する。シャフト部21は、ターボ回転軸C1の方向(以下「回転軸方向」という。)を軸方向とする軸状の部分である。タービンホイール部22は、シャフト部21の軸方向の一端側(図1において右側)に設けられ回転体2の回転動力を得るための部分である。コンプレッサホイール部23は、シャフト部21の軸方向の他端側(図1において左側)に設けられターボチャージャ1による過給に際して吸気を圧縮するための部分である。
The
本実施形態では、タービンホイール部22は、シャフト部21と一体的に形成される部分である。ただし、タービンホイール部22は、シャフト部21とは別体の部材がシャフト部21に固定されることにより構成されてもよい。
In the present embodiment, the
コンプレッサホイール部23は、シャフト部21を形成するシャフト部材としてのタービンシャフト25にインペラ26が固定されることにより設けられる。インペラ26は、ナット体30が用いられることによってタービンシャフト25に固定される。つまり、コンプレッサホイール部23は、インペラ26をタービンシャフト25に固定するためのナット体30を有する。タービンホイール部22およびコンプレッサホイール部23は、ハウジング3から回転軸方向で外側に突出し、ハウジング3の外側に位置する。
The
回転体2は、ラジアルベアリング4およびスラストベアリング5が用いられてハウジング3に回転自在に支持される。ラジアルベアリング4は、回転中心がターボ回転軸C1と一致するように、ハウジング3に固定、または回転自在に支持される。ラジアルベアリング4は、例えばハウジング3に対する圧入等により、ハウジング3に固定される。本実施形態では、ラジアルベアリング4は、回転軸方向に所定の間隔を隔てるとともにシャフト部21に対して二箇所設けられる。
The
スラストベアリング5は、カラー6を介して回転体2を支持する。回転体2においては、シャフト部21の(タービンシャフト25の)コンプレッサホイール部23側(図1において左側)の部分に、段差面25aを介して、他の部分によりも相対的に細い軸状の部分である縮径部25bが形成される。コンプレッサホイール部23を構成するインペラ26は、縮径部25bを貫通させた状態で、タービンシャフト25に支持される。
The
カラー6は、インペラ26の一側(図1において右側)の端面と、タービンシャフト25の段差面25aとの間に挟まれた状態で設けられる。つまり、インペラ26は、タービンシャフト25の段差面25aとの間にカラー6を介した状態で、ナット体30により固定される。したがって、ナット体30による締結力に対しては、インペラ26およびカラー6を介して、段差面25aが受け面となる。このように、インペラ26は、ナット体30と段差面25aとによりカラー6を介して挟まれることにより、タービンシャフト25に対して位置決めされる。
The collar 6 is provided in a state of being sandwiched between an end surface on one side (right side in FIG. 1) of the
カラー6は、スラストベアリング5に対して回転軸方向の両側から接触する接触面を形成する係合部6aを有する。したがって、係合部6aは、スラストベアリング5を回転軸方向の両側から挟む形状を有する。スラストベアリング5と係合部6aとの回転軸方向の接触面が、回転体2の回転軸方向の力を受ける面となる。このように、本実施形態では、タービンシャフト25と、このタービンシャフト25に支持された状態となるインペラ26、カラー6、およびナット体30とが、一体的に回転する回転体2として構成される。
The collar 6 has an engaging
ハウジング3から突出した部分であるタービンホイール部22は、タービンハウジング7により覆われる。タービンハウジング7は、ハウジング3の一側(タービンホイール部22が突出する側、図1において右側)に取り付けられる。また、ハウジング3から突出した部分であるコンプレッサホイール部23は、ターボチャージャ1がエンジンに搭載され使用される場合は、コンプレッサハウジング(図示略)により覆われる。コンプレッサハウジングは、ハウジング3の他側(コンプレッサホイール部23が突出する側、図1において左側)に取り付けられる。ただし、ターボチャージャ1のアンバランスの修正は、コンプレッサハウジングが取り外された状態で行われる。
The
このような構成を備えるターボチャージャ1は、エンジンに搭載された状態で、次のように機能する。すなわち、エンジンからの排気が、エンジンの排気通路を介してタービンハウジング7内に導かれる。タービンハウジング7内に流入するエンジンの排気により、回転体2が、タービンホイール部22によって回転動力を得てターボ回転軸C1を中心として回転する。
The turbocharger 1 having such a configuration functions as follows when mounted on the engine. That is, the exhaust from the engine is guided into the turbine housing 7 through the exhaust passage of the engine. Due to the exhaust of the engine flowing into the turbine housing 7, the
一方、エンジンに供給される空気(吸気)は、エアクリーナによるろ過等が施された後、エンジンの吸気通路を介して前記のとおりインペラ26を覆うコンプレッサハウジング内に導かれる。コンプレッサハウジング内に流入した空気は、エンジンからの排気による回転体2の回転にともない回転するコンプレッサホイール部23(インペラ26)により、圧縮されてエンジンに供給される(過給される)。ここで圧縮された空気は、インタークーラによる冷却等が施された後、エンジンの吸気通路を介してエンジンの燃焼室に吸入される。
On the other hand, air (intake air) supplied to the engine is filtered by an air cleaner or the like and then guided into the compressor housing covering the
以上のような構成を備えるターボチャージャ1について、アンバランスの修正が行われる。本実施形態に係るターボチャージャ1のアンバランス修正方法においては、アンバランスの修正に際し、回転体2において、所定の位置に所定の形状を有する空間が設けられる。そして、回転体2に設けられた空間に、加熱されることで硬化するとともに前記空間を形成する壁面に固定された状態となるペースト状または液状の流動材料が入れられる。なお、以下では、回転体2に設けられ流動材料が入れられる空間を、便宜上「材料保持空間」という。
Unbalance correction is performed for the turbocharger 1 having the above-described configuration. In the unbalance correcting method for the turbocharger 1 according to the present embodiment, a space having a predetermined shape is provided at a predetermined position in the
本実施形態では、材料保持空間が、回転体2において、コンプレッサホイール部23を構成するインペラ26をタービンシャフト25に固定するためのナット体30に設けられる。つまり、本実施形態では、ナット体30が、インペラ26をタービンシャフト25に固定するための固定部材に相当する。また、本実施形態では、材料保持空間に入れられる流動材料として、銀ナノペースト(Agナノペースト)40が用いられる。
In the present embodiment, the material holding space is provided in the
図2〜図5に示すように、ナット体30は、一般的な六角ナットとしての機能を有する。すなわち、ナット体30は、軸心方向視(図2、図5参照)で六角形となる外周面30aと、内周面に形成されるネジ部30bとを有する。そして、ナット体30は、ネジ部30bを、タービンシャフト25の縮径部25b(図1参照)の外周面に形成されるネジ部(図示略)に対して係合させた状態で、インペラ26をタービンシャフト25に固定する。このように、六角ナットとしての機能を有するナット体30において、銀ナノペースト40が入れられる材料保持空間31が形成される。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
材料保持空間31は、ナット体30において、本体部分(外周面30aおよびネジ部30bを形成する部分)の内部に形成される。つまり、ナット体30は、六角ナットとしての外形を有するとともに、材料保持空間31を形成する中空部材として構成される。
In the
本実施形態では、材料保持空間31は、円環形状を有する。つまり、材料保持空間31は、その空間を形成する壁面として、円筒状の外周面である内側面31aと、円筒状の内周面である外側面31bと、ナット体30の軸心方向(図4、軸心線C2の方向)の両側に形成される円環状の平面である側面31cとを有する。
In the present embodiment, the
材料保持空間31が有する形状は、本実施形態の形状(円環形状)に限定されない。材料保持空間31の形状は、ターボ回転軸C1を中心とする回転形状であればよい。言い換えると、材料保持空間31の形状は、ターボ回転軸C1の周りに対称な軸回転形状であればよい。つまり、ターボ回転軸C1を中心とする回転形状とは、所定の平面形状が、ターボ回転軸C1を中心として回転させられることで描く軌跡に対応する形状である。したがって、材料保持空間31は、銀ナノペースト40が全周にわたって移動可能となるように、周方向に連続する(連通する)形状を有する。
The shape of the
本実施形態では、材料保持空間31は、図4に示す断面視で、内側面31aと外側面31bと両側面31cとにより形成される四角形状が、軸心線C2を中心に回転させられることで描く軌跡に対応する円環形状を有する。かかる円環形状は、ナット体30がタービンシャフト25に支持された状態、つまりナット体30の軸心線C2がターボ回転軸C1に一致する状態において、ターボ回転軸C1を中心とする回転形状となる。
In the present embodiment, the
ターボ回転軸C1を中心とする回転形状を有する材料保持空間31の形状としては、本実施形態の円環形状のほか、円柱形状、円錐形状、円錐の一部形状、球形状、紡錘形状等の軸回転形状が採用され得る。このように、材料保持空間31の形状として、軸回転形状が用いられるのは、回転体2に材料保持空間31が設けられることによる回転体2のバランスに対する影響(アンバランスの発生)を排除する観点に基づく。
As the shape of the
このように、ナット体30に設けられる材料保持空間31は、回転体2にアンバランスを生じさせる原因とならないように設けられる。また、本実施形態では、銀ナノペースト40は、ナット体30が回転体2の構成に用いられるに際して、ナット体30内(材料保持空間31)にあらかじめ封入される。材料保持空間31に入れられる銀ナノペースト40の量は、特に限定されないが、多くても銀ナノペースト40が材料保持空間31に充填されない程度の量とされる(図4、図5参照)。
As described above, the
本実施形態において材料保持空間31に入れられる流動材料として用いられる銀ナノペーストとは、粒径が例えば10nm程度の銀(Ag)の微粒子(Agナノ粒子)が、樹脂等からなる分散剤(有機保護膜)によってコーティングされた状態で溶媒中に分散されたペースト状のものである。銀ナノペーストにおいては、銀ナノペーストが加熱されることで、ある温度(分散剤の融点(例えば200℃前後))に達すると、有機保護膜や溶媒が分解されて揮発し、微粒子である銀の表面が現れ、銀の微粒子同士が互いに結合する。
In this embodiment, the silver nanopaste used as a fluid material placed in the
つまり、銀ナノペーストは、加熱されて所定の温度に達することで、粒子効果(融点の低下)によって焼結(硬化)し、銀固体となる。ここで、銀ナノペーストが焼結する温度は、溶媒中に微粒子として拡散される銀の融点よりも低温である。銀ナノペーストは、前記のような性質が利用され、例えば接着剤や接合材として用いられている。 That is, when the silver nanopaste is heated and reaches a predetermined temperature, it is sintered (cured) by the particle effect (decrease in melting point) to become a silver solid. Here, the temperature at which the silver nano paste is sintered is lower than the melting point of silver diffused as fine particles in the solvent. Silver nanopaste utilizes the above properties, and is used, for example, as an adhesive or a bonding material.
このように、本実施形態でナット体30の材料保持空間31に入れられる銀ナノペースト40は、加熱されることで硬化するとともに材料保持空間31を形成する壁面に固定された状態となるペースト状の流動材料である。つまり、銀ナノペースト40は、加熱されて所定の温度(例えば200℃以上の温度)に達することで焼結(硬化)する。
Thus, the
以上のように、本実施形態のアンバランス修正方法においては、回転体2に、ターボ回転軸C1を中心とする回転形状である円環形状を有する材料保持空間31が設けられ、この材料保持空間31に、銀ナノペースト40が入れられた状態とされる。そして、かかる状態で、回転体2を所定の回転数以上で回転させる回転工程と、銀ナノペースト40を加熱する加熱工程とが行われる。
As described above, in the unbalance correction method of the present embodiment, the
回転工程は、銀ナノペースト40を、材料保持空間31内において回転体2が有するアンバランスを相殺する位置に流動させて偏在させるために、回転体2を所定の回転数以上で回転させる工程である。すなわち、銀ナノペースト40は、流動性を有するペースト状の材料であるため、回転体2の回転によってナット体30が回転することで、材料保持空間31内を移動(流動)する。そして、回転体2の回転数が、ある回転数以上になると、銀ナノペースト40が、回転体2のアンバランスを打ち消す方向に移動する。かかる現象は、次のような原理に基づく。
The rotating step is a step of rotating the
ターボチャージャ1においては、回転体2が回転することにより、回転体2の回転にともなう装置の振動特性として、回転体2の回転数によって共振が生じる。この共振は、回転体2の回転にともない、ターボチャージャ1が有する固有振動数と回転体2の回転周波数とが一致することによるものである。
In the turbocharger 1, when the
図6(a)は、回転体2の回転数と振幅との関係の一例を表すグラフである。図6(a)のグラフからわかるように、回転体2の回転にともなう共振(一次共振)は、回転体2の回転数が共振回転数である回転数N1で生じる。つまり、共振回転数(回転数N1)を含む回転数領域における振幅の値の変化は、回転数N1における振幅の値をピーク値とする山型の形状のグラフで表される。以下では、回転体2の回転にともなう一次共振(以下単に「一次共振」という。)が生じる回転数(回転数N1)を、回転体2の回転数について「一次共振点」という。
FIG. 6A is a graph showing an example of the relationship between the rotation speed and the amplitude of the
そして、一次共振点を含む回転数領域においては、回転体2の振動の位相(以下単に「位相」という。)が反転する。図6(b)は、回転体2の回転数と位相との関係の一例を表すグラフである。図6(b)に示すように、回転体2の位相は、一次共振点を介して反転する。すなわち、例えば回転体2の回転数が上昇する過程において、一次共振が生じる前における安定した位相をθ1、回転体2の回転数が一次共振点を上回り一次共振が生じた後における安定した位相をθ2とすると、θ1とθ2との間には180°の差(180°反転した関係)がある。
Then, in the rotation speed region including the primary resonance point, the phase of vibration of the rotating body 2 (hereinafter simply referred to as “phase”) is reversed. FIG. 6B is a graph showing an example of the relationship between the rotational speed and the phase of the
このように、回転体2の回転数が一次共振点を超えるまで上昇すると、回転体2の位相が反転する。このような回転体2についての振動特性のもと、回転体2の回転数の変化(上昇)にともなう材料保持空間31内における銀ナノペースト40の挙動について、図7を用いて説明する。なお、本説明では、図7に示すように、回転体2が有するアンバランスを、ターボ回転軸を中心として所定の位相に存在するアンバランス成分ubとして仮定して表す。
Thus, when the rotation speed of the
図7(a)に示すように、回転体2の回転が開始される前の状態、つまり回転体2が停止している状態では、ナット体30の材料保持空間31内に封入された銀ナノペースト40は、自重(重力)により、所定の位置(図7では下側の位置)に溜まった状態となる。図7(b)に示すように、回転体2が回転し始めると(矢印D参照)、銀ナノペースト40は、遠心力によって材料保持空間31を形成する外側面31bに沿って広がる。
As shown in FIG. 7A, in a state before the rotation of the
回転体2の回転数の上昇過程において、回転体2の回転数が一次共振点を超える前においては、図7(c)に示すように、銀ナノペースト40は、アンバランス成分ubと同じ側に流動して偏在する。つまり、回転体2の回転数が一次共振点を超える前においては、銀ナノペースト40とアンバランス成分ubとが同じ位相(同じ方向)に存在する。
In the process of increasing the rotational speed of the
そして、回転体2の回転数が一次共振点を超えた後においては、図7(d)に示すように、銀ナノペースト40が、アンバランス成分ubと反対の位相(反対の方向)に移動する。すなわち、前記のとおり回転体2の回転数が一次共振点を超えることで回転体2の位相は反転する一方、材料保持空間31内の銀ナノペースト40の位相は反転しない。このため、回転体2の回転数が一次共振点を超えることで、銀ナノペースト40は、アンバランス成分ubに対して、相対的に反対側の位相、つまり回転体2のアンバランスを打ち消す方向(相殺する位置)に移動して偏在した状態(以下「アンバランス改善状態」という。)となる。こうした現象は、洗濯機の脱水槽の流体バランスと原理的に共通する面がある。
Then, after the rotational speed of the
なお、図7(d)は、同図(c)との関係において、銀ナノペースト40がアンバランス成分ubに対して相対的に反転して移動した状態を示している。また、図7(c)〜(d)において、点C3は、回転体2の中心、つまりターボ回転軸C1(図1参照)の位置を表し、点C4は、回転体2がアンバランスを有することによる回転体2についてのシャフト曲がりが考慮された場合の仮想の回転中心である。
FIG. 7D shows a state in which the
回転工程において、回転体2の回転は、エアによる駆動(エアドライブ)により行われる。すなわち、前述したようにターボチャージャ1がエンジンに搭載された状態で機能する場合におけるエンジンからの排気と同様に、回転工程での回転体2の回転に際しては、タービンハウジング7内に図示せぬ所定のエア源からエアが供給される(図1、矢印A1参照)。そして、タービンハウジング7内に流入するエアにより、回転体2が、タービンホイール部22によって回転動力を得て、ターボ回転軸C1を中心として回転する(図1、矢印A2参照)。
In the rotation process, the
また、回転工程における回転体2の回転は、一次共振点(回転数N1)以上の回転数であって回転体2の位相が反転した状態となる回転数(例えば、図6(a)、(b)に示す回転数N2)を目標回転数として行われる。
In addition, the rotation of the
加熱工程は、回転工程により材料保持空間31内において偏在した状態の銀ナノペースト40を、硬化させるとともに材料保持空間31を形成する壁面に固定するために、銀ナノペースト40を加熱する工程である。すなわち、前述したように、銀ナノペースト40は、加熱されて所定の温度に達することで焼結(硬化)し、固体となる。銀ナノペースト40は、材料保持空間31内で焼結することで、材料保持空間31を形成する壁面に固定された状態となる。
The heating step is a step of heating the
そこで、加熱工程では、回転工程によって銀ナノペースト40のアンバランス改善状態、つまり回転体2が一次共振点以上の回転数で回転している状態で、銀ナノペースト40を焼結させるための加熱が行われる。これにより、銀ナノペースト40が、ナット体30に対してアンバランス改善状態で固定され、回転体2についてアンバランスが修正された状態が得られる。
Therefore, in the heating process, heating for sintering the
本実施形態では、図1に示すように、ナット体30内の銀ナノペースト40を加熱するための手段として、高周波コイル10が用いられる。高周波コイル10は、ターボチャージャ1においてタービンシャフト25に支持された状態のナット体30の周囲に設けられる。つまり、高周波コイル10により、ナット体30を介してナット体30内の銀ナノペースト40が加熱される。高周波コイル10は、回転体2の回転を妨げることなく、ナット体30の加熱に適した位置に配置される。高周波コイル10は、少なくともナット体30内の銀ナノペースト40が焼結する温度(例えば200℃以上の温度)に達するように、銀ナノペースト40を加熱する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the high frequency coil 10 is used as a means for heating the
このように、高周波コイル10が用いられて行われる加熱工程は、前記のとおり回転工程によって銀ナノペースト40のアンバランス改善状態(図7(d)参照)で行われる。そして、アンバランス改善状態の銀ナノペースト40が、加熱工程において加熱されて焼結することで、材料保持空間31内においてアンバランス改善状態で、ナット体30に対して固定された状態となる。これにより、図7(e)に示すように、回転体2の回転が停止させられることで、回転体2についてアンバランスが修正された状態が得られる。
As described above, the heating process performed using the high-frequency coil 10 is performed in the unbalanced state of the silver nanopaste 40 (see FIG. 7D) by the rotation process as described above. Then, the
以上のように、本実施形態では、ターボチャージャ1のアンバランスの修正を行うための構成として、銀ナノペースト40を保持するナット体30と、ナット体30内の銀ナノペースト40を加熱するための高周波コイル10とを含む構成が用いられる。かかる構成において、ナット体30は、銀ナノペースト40を保持するための材料保持空間31を有し、タービンシャフト25に支持された状態で回転体2を構成する。また、高周波コイル10は、ナット体30内でアンバランス改善状態となっている銀ナノペースト40を加熱して焼結させてナット体30に固定させるための構成である。
As described above, in the present embodiment, as a configuration for correcting the unbalance of the turbocharger 1, the
なお、加熱工程において、ナット体30内の銀ナノペースト40を加熱するための手段は、本実施形態の高周波コイル10に限定されない。銀ナノペースト40を加熱するための手段としては、ナット体30内の銀ナノペースト40を焼結するまで加熱することができるものであれば、周知の方法を適宜採用することができる。
In the heating process, the means for heating the
本実施形態のアンバランス修正方法について、図8に示すフロー図を用いて説明する。本実施形態のアンバランス修正方法では、まず、ナット体30が用いられて、ターボチャージャ1のアッシー化が行われる(S110)。すなわち、ナット体30が用いられて、タービンシャフト25にカラー6を介してインペラ26が固定されることで、回転体2が構成される。この回転体2が、ハウジング3に対して、ラジアルベアリング4およびスラストベアリング5が用いられて回転自在に支持される。ハウジング3には、タービンハウジング7が取り付けられる。なお、ここで用いられるナット体30には、銀ナノペースト40があらかじめ封入される。
The unbalance correction method of this embodiment is demonstrated using the flowchart shown in FIG. In the unbalance correction method of the present embodiment, first, the
次に、エアドライブにより、回転体2が一次共振点以上の回転数で回転させられる(S120)。すなわち、タービンハウジング7内に供給されるエアにより、回転体2が、タービンホイール部22によって回転動力を得て、ターボ回転軸C1を中心として回転する。ここで、回転体2について一次共振点以上の回転数は、例えば7万rpm程度の回転数となる。
Next, the
回転体2の回転数が一次共振点以上の回転数となることにより、回転体2の位相が反転し、ナット体30内の銀ナノペースト40が回転体2のアンバランスを低減する方向に移動する(S130)。すなわち、回転体2が一次共振点以上の回転数で回転することで、材料保持空間31内の銀ナノペースト40がアンバランス改善状態となる。
When the rotational speed of the
続いて、高周波コイル10によってナット体30が高周波加熱(例えば200℃以上)されることにより、銀ナノペースト40が焼結固定される(S140)。すなわち、回転体2が一次共振点以上の回転数で回転することで、アンバランス改善状態となっている銀ナノペースト40が、高周波コイル10によってナット体30を介して加熱されることで、アンバランス改善状態でナット体30に固定された状態となる。
Subsequently, the high frequency coil 10 heats the
そして、回転体2の回転が停止させられ、ターボチャージャ1についてのアンバランスの修正が終了する(S150)。これにより、回転体2についてアンバランスが修正された状態が得られる。以上の本実施形態のアンバランス修正方法のフローにおいては、ステップS120およびS130が、前述した回転工程に対応し、ステップS140が、前述した加熱工程に対応する。
Then, the rotation of the
以上のような本実施形態のターボチャージャ1のアンバランス修正方法によれば、アンバランスの算出が行われる工程や、切削加工等によるバランスの調整が行われる工程等の、誤差が生じやすい工程を省略することができ、アンバランスの修正精度の向上を図ることができる。このような効果が得られることについて、従来のアンバランス修正方法(以下「従来方法」という。)との比較により説明する。 According to the unbalance correcting method of the turbocharger 1 of the present embodiment as described above, steps that are prone to error, such as a step in which unbalance is calculated and a step in which balance is adjusted by cutting or the like, are performed. This can be omitted, and the imbalance correction accuracy can be improved. The fact that such an effect is obtained will be described by comparison with a conventional unbalance correction method (hereinafter referred to as “conventional method”).
従来方法について、図25および図26を用いて説明する。なお、従来方法の説明に際し、便宜上、本実施形態のターボチャージャ1の構成を同一の符号を用いて部分的に引用する。 A conventional method will be described with reference to FIGS. 25 and 26. FIG. In the description of the conventional method, for the sake of convenience, the configuration of the turbocharger 1 of the present embodiment is partially quoted using the same reference numerals.
図25に示すように、従来方法においては、アンバランスの修正に際し、回転体2は、本実施形態の場合と同様にエアドライブにより、所定の回転数で回転させられる。回転体2が回転している状態で、加速度ピックアップ101により、振動加速度が検出され、位相検出器102により、回転体2の回転角(位相)が検出される。
As shown in FIG. 25, in the conventional method, when the unbalance is corrected, the
加速度ピックアップ101は、ハウジング3における所定の位置に所定の個数(図25においては二個)設けられる。加速度ピックアップ101は、例えば加速度センサ等により構成され、ハウジング3の所定の位置についての振動加速度を検出(ピックアップ)する。加速度ピックアップ101により検出された振動加速度の値に基づいて、回転体2のアンバランス量が測定される。
A predetermined number (two in FIG. 25) of the
位相検出器102は、タービンシャフト25に固定されるインペラ26の回転を検出することにより、回転体2の回転角を検出する。位相検出器102は、例えば光学式センサや磁気式センサ等の非接触式の回転変位(回転角度)センサ等により構成される。
The
このようにターボチャージャ1に対して設けられる加速度ピックアップ101および位相検出器102が用いられて、回転体2が所定の回転数で回転している状態における振動加速度および回転体2の回転角が検出され、測定される。そして、測定された振動加速度および回転体2の回転角に基づいて、演算装置等により、回転体2のアンバランスの量および位相が測定される。このように、従来方法においては、加速度ピックアップ101および位相検出器102による検出値に基づいて、回転体2のアンバランスの算出が行われる。
Thus, the
そして、測定されたアンバランスの量および位相に基づき、回転体2のバランスの調整(アンバランスの修正)が行われる。回転体2のバランスの調整は、インペラ26をタービンシャフト25に固定するために用いられるナット130における所定の部分(アンバランスに対応する部分)が切削されて除去されることにより行われる。ナット130の切削は、図25に示すように、例えばエンドミル等のNC工作機械103が用いられて行われる。
Then, based on the measured unbalance amount and phase, the balance of the
従来方法について、図26に示すフロー図を用いて説明する。従来方法では、まず、ナット130が用いられて、ターボチャージャ1のアッシー化が行われる(S510)。次に、エアドライブにより、回転体2が回転させられ、加速度ピックアップ101および位相検出器102が用いられて、一次共振点での振動(振動加速度)および位相が測定される(S520)。
The conventional method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the conventional method, first, the
そして、回転体2の回転が停止させられ(S530)、測定された振動加速度に基づいて、回転体2のアンバランス量が測定される(S540)。続いて、測定されたアンバランス量からナット130の質量として換算されたアンバランス量が、NC工作機械103によるナット130の切除加工によって除去される(S550)。これにより、回転体2のバランスが調整される。
Then, the rotation of the
ナット130の切除加工が行われた後、ステップS520と同様にして、再び一次共振点での振動(振動加速度)および位相が測定される(S560)。そして、測定された振動および位相に基づいて測定されたアンバランスが、あらかじめ定められた規格内に収まるまで、アンバランスの測定およびナット130の切除加工が行われる(S570)。つまり、前述のようにして測定されたアンバランスが、ステップS570において規格内であると判定されることにより、回転体2の回転が停止させられ、ターボチャージャ1についてのアンバランスの修正が終了する(S580)。
After the
ところで、ターボチャージャ1のアンバランスの修正においては、ターボチャージャ1のアッシー状態における回転体2についてのアンバランスを除去することが必要となる。すなわち、回転体2を構成する個々の部品(タービンシャフト25やインペラ26等)についてアンバランスの修正が行われても、ターボチャージャ1における軸受クリアランスや組付部品のインロー部のクリアランス等が存在することから、組付け後(アッシー化後)には、アッシーとしての回転体2のバランスが変化する。このため、ターボチャージャ1のアッシー化後にもアンバランスの修正が行われる必要がある。
By the way, in correcting the unbalance of the turbocharger 1, it is necessary to remove the unbalance of the
また、ターボチャージャ1においては、回転体2の回転にともなう振動についての振動モードが、剛体ではなく弾性体のモードであることから、回転体2のたわみ(シャフト曲がり)によるアンバランスも発生する。この点からも、ターボチャージャ1のアッシー状態でのアンバランスの修正が行われる必要がある。
Further, in the turbocharger 1, since the vibration mode with respect to the vibration accompanying the rotation of the
そこで、前述したような従来方法によれば、ターボチャージャ1のアッシー状態でのアンバランスの修正が行われる。しかし、従来方法においては、次のような問題がある。すなわち、従来方法においては、振動加速度および位相の検出値に基づくアンバランスの算出が行われた後、その算出値に基づいてナット130の切削加工によるバランスの調整(アンバランスの修正)が行われる。このため、従来方法では、アンバランスの算出における算出誤差や、バランスの調整における加工誤差が生じる。結果として、アンバランスの修正回数が多くなったり、アンバランスの修正精度に限界があったりする。つまり、従来方法では、アンバランスの算出が行われる工程とバランスの調整が行われる工程との各工程で発生する誤差が累積するため、アンバランスの修正精度の向上が困難である。
Therefore, according to the conventional method as described above, the imbalance of the turbocharger 1 in the assembly state is corrected. However, the conventional method has the following problems. That is, in the conventional method, after the unbalance is calculated based on the vibration acceleration and the detected value of the phase, the balance is adjusted (unbalance correction) by cutting the
一方、本実施形態のアンバランス修正方法は、銀ナノペースト40を封入したナット体30を用いて回転体2を構成し、その回転体2を一次共振点以上の回転数で回転させた状態で、銀ナノペースト40を高周波コイル10によって所定の温度以上に加熱することにより、自動的に、回転体2についてアンバランスが修正された状態を得るものである。したがって、本実施形態のアンバランス修正方法によれば、ターボチャージャ1のアンバランスの修正を行うために、アンバランスの測定(振動および位相の検出)を行う必要がなく、かつ、機械加工による除去加工を行う必要もない。
On the other hand, in the unbalance correction method of the present embodiment, the
このため、従来方法のように、各工程における誤差の累積が発生することがなく、高精度なアンバランスの修正が可能となる。アンバランスの修正精度が向上することにより、ターボチャージャ1がエンジンに搭載されて機能する場合において、振動レベルの低減や、上限作動回転数の向上(作動効率の向上)が図られる。 For this reason, unlike the conventional method, the accumulation of errors in each process does not occur, and the imbalance can be corrected with high accuracy. By improving the unbalance correction accuracy, when the turbocharger 1 is mounted on the engine and functions, it is possible to reduce the vibration level and improve the upper limit operating rotational speed (improve the operating efficiency).
また、前記のとおりアンバランスの測定や機械加工による切除加工を行う必要がないことから、工程を省略することができ、アンバランスの修正を行うための工程の短縮化を図ることができる。具体的には、例えば、ターボチャージャ1の品質保証用に、ターボチャージャ1の製造工程における最終工程等において振動の測定が必要とされる場合があるが、かかる場合、例えば加速度ピックアップ等による振動規格値の測定のみで対応することが可能となる。一方、最終工程等において振動の測定が必要とされない場合は、アンバランスの測定や機械加工による切除加工のための特別な工程が不要となる。 Further, as described above, since it is not necessary to perform unbalance measurement or excision by machining, the process can be omitted, and the process for correcting the unbalance can be shortened. Specifically, for example, in order to ensure the quality of the turbocharger 1, vibration measurement may be required in the final process of the turbocharger 1 manufacturing process. It is possible to respond by only measuring the value. On the other hand, when vibration measurement is not required in the final process or the like, a special process for excision by unbalance measurement or machining is not required.
本発明の第二実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態においては、便宜上、前述した第一実施形態と共通する部分については、同一の符号を用いる等して適宜その説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described. In each embodiment described below, for the sake of convenience, portions common to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.
本実施形態では、ナット体30において、ナット体30が用いられて回転体2が構成された後に(ナット体30のタービンシャフト25に対する締付け後に)、ナット体30内(材料保持空間31)に銀ナノペースト40を注入することができる構成が採用される。そして、材料保持空間31に銀ナノペースト40が入れられていないナット体30が用いられて構成された回転体2についてのアンバランス量が測定され、その測定されたアンバランス量を修正するために必要な量の銀ナノペースト40が、材料保持空間31に注入されて用いられる。
In the present embodiment, in the
したがって、図9および図10に示すように、本実施形態では、材料保持空間31を形成する部材であるナット体30に、銀ナノペースト40を材料保持空間31に入れるための注入口32が設けられる。注入口32は、ナット体30の軸心方向(図10、軸心線C2の方向)の一側(図10において左側)の端面部に設けられる。
Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, in this embodiment, the
注入口32は、材料保持空間31を開口させる。注入口32は、ナット体30の一側の端面部において、ナット体30の軸心位置を中心とする円環形状の開口部として形成される。注入口32は、ナット体30が用いられて回転体2が構成された状態、つまりナット体30がタービンシャフト25に締め付けられた状態で、注入口32からの材料保持空間31内への銀ナノペースト40の注入が可能となる位置に設けられる。したがって、ナット体30において注入口32が設けられる端面部は、ナット体30がタービンシャフト25に締め付けられた状態でインペラ26側と反対側の端面部に相当する。
The
注入口32は、ナット体30を含む回転体2のバランスに影響しないように、かつ、タービンシャフト25に支持された状態のナット体30が回転体2の回転にともなって回転することによっても銀ナノペースト40がこぼれないように(銀ナノペースト40が保持されるように)設けられれば、その形状や設けられる位置は限定されない。注入口32は、例えば、複数の開口部として設けられたり、ナット体30の外周面30aに開口するように設けられたりしてもよい。
The
このように注入口32を有するナット体30が用いられて構成された回転体2がハウジング3に支持された状態(ターボチャージャ1のアッシー状態)で、注入口32から材料保持空間31に銀ナノペースト40が注入される。具体的には、図11に示すように、注入口32からの銀ナノペースト40の注入には、注入ノズル41が用いられる。
In this state where the
注入ノズル41は、注入口32を介してナット体30の材料保持空間31に銀ナノペースト40を入れることができる構成を有する。かかる構成としては、例えば、注入ノズル41の先端部に、注入口32に挿入可能な管状の部分が備えられる。そして、この注入ノズル41が有する管状の部分が、注入口32を介して材料保持空間31に挿入された状態で、銀ナノペースト40が注入される。
The
以上のような構成が用いられる本実施形態のアンバランス修正方法においては、ナット体30内の銀ナノペースト40を、アンバランス改善状態とするために回転体2を回転させる回転工程の前に、回転体2のアンバランスの量を測定する測定工程と、銀ナノペースト40を注入口32から材料保持空間31に入れる注入工程とが行われる。
In the unbalance correcting method of the present embodiment in which the configuration as described above is used, before the rotating step of rotating the
測定工程は、材料保持空間31に銀ナノペースト40が入れられてない回転体2を所定の回転数で回転させた状態で回転体2の回転にともなう振動を検出することで、回転体2のアンバランスの量を測定する工程である。すなわち、本工程に際しては、銀ナノペースト40が入れられていないナット体30が用いられて回転体2が構成され、ターボチャージャ1のアッシー化が行われる。
In the measurement process, the rotation of the
測定工程において、回転体2のアンバランス量の測定は、加速度ピックアップ42が用いられて行われる。図11に示すように、加速度ピックアップ42は、例えばハウジング3における所定の位置に設けられる。本実施形態では、加速度ピックアップ42は、ハウジング3の外周面部において、回転軸方向に所定の間隔を隔てて二箇所に設けられる。ただし、加速度ピックアップ42が設けられる位置や個数は限定されない。
In the measurement process, the unbalance amount of the
加速度ピックアップ42は、例えば加速度センサ等により構成され、ハウジング3の所定の位置についての振動加速度を検出(ピックアップ)する。加速度ピックアップ42により検出された振動加速度の値に基づいて、演算装置等により、回転体2のアンバランス量が測定される。
The
回転体2のアンバランス量の測定に際しては、回転体2は、所定の回転数で回転させられる。ここでの回転体2についての所定の回転数としては、例えば一次共振点が用いられる。ただし、回転体2のアンバランス量の測定に際しては、振動の規格等に応じて、一次共振点以外の回転数(一次共振以外の周波数)が適宜用いられる。
When measuring the unbalance amount of the
注入工程は、測定工程により測定された回転体2のアンバランスの量に相当する量の銀ナノペースト40を、ナット体30の注入口32から材料保持空間31に入れる工程である。すなわち、本工程に際しては、測定工程により測定された回転体2のアンバランス量から、その測定されたアンバランス量を相殺するために必要な銀ナノペースト40の量が計算される。
The injection step is a step of putting
銀ナノペースト40について、回転体2のアンバランス量を相殺するために必要な量とは、測定された回転体2のアンバランス量を打ち消すことができる相当程度の量である。測定される回転体2のアンバランス量と、それに対応する銀ナノペースト40の必要量との関係は、銀ナノペースト40の密度等に基づいてあらかじめ実験等により求められる。銀ナノペースト40の必要量は、例えば、従来方法において測定されたアンバランス量に基づいてナット130が切削除去される部分の質量に相当する量(質量)となる。
With respect to the
本実施形態のアンバランス修正方法について、図12に示すフロー図を用いて説明する。本実施形態のアンバランス修正方法では、第一実施形態の場合におけるフロー(図8参照)との対比において、エアドライブによって回転体2が一次共振点以上の回転数で回転させられるステップS120の前に、前述したような測定工程と注入工程とが行われる。
The unbalance correction method of this embodiment is demonstrated using the flowchart shown in FIG. In the unbalance correction method of the present embodiment, in comparison with the flow (see FIG. 8) in the case of the first embodiment, before step S120 in which the
すなわち、本実施形態のアンバランス修正方法では、まず、注入口32を有するナット体30が用いられて、第一実施形態の場合と同様にしてターボチャージャ1のアッシー化が行われる(S110)。ただし、この段階で、ナット体30内には銀ナノペースト40は入れられない。
That is, in the unbalance correction method of this embodiment, first, the
次に、エアドライブによって回転体2が所定の回転数(例えば一次共振点)で回転させられ、加速度ピックアップ42による検出値に基づいて回転体2のアンバランス量の測定が行われる(S111)。測定された回転体2のアンバランス量から、銀ナノペースト40について、回転体2のアンバランス量を相殺するために必要な量が計算される(S112)。
Next, the
そして、回転体2の回転が停止させられた後、銀ナノペースト40がナット体30の注入口32より注入される(S113)。すなわち、ステップS112にて計算された必要量の銀ナノペースト40が、注入ノズル41により、注入口32を介して材料保持空間31に入れられる。
And after rotation of the
ナット体30内に必要量の銀ナノペースト40が注入された後は、第一実施形態の場合と同様にして、回転工程(S120、S130)および加熱工程(S140)が行われ、ターボチャージャ1についてのアンバランスの修正が終了する(S150)。
After the required amount of
本実施形態のアンバランス修正方法によれば、回転体2のアンバランスの修正のために必要な量のみの銀ナノペースト40が用いられるので、銀ナノペースト40の量の適正化を図ることができる。これにより、材料コストの低減を図ることができる。
According to the unbalance correcting method of the present embodiment, only the amount of
また、銀ナノペースト40の量の適正化が図られることにより、アンバランスの修正のために用いられる銀ナノペースト40の量、つまりアンバランスの修正のために回転体2に追加される質量が抑制されるので、固有振動数の低下を抑制することができる。したがって、例えば、第一実施形態との比較において、アンバランスの修正量は同じであっても、ターボチャージャ1におけるさらなる振動レベルの低減や、上限作動回転数の向上(作動効率の向上)が可能となる。
Further, by optimizing the amount of the
また、前述した従来方法との比較においては、回転体2のアンバランスについての位相の検出および測定が不要となることから、アンバランスの修正を行うための工程の短縮化を図ることができる。
Further, in comparison with the above-described conventional method, it is not necessary to detect and measure the phase for the unbalance of the
本発明の第三実施形態について説明する。本実施形態では、銀ナノペースト40が入れられる材料保持空間が、回転体2において、タービンホイール部22側に設けられる。
A third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a material holding space in which the
すなわち、図13に示すように、本実施形態では、タービンホイール部22が、タービンシャフト25にホイール部材としてのタービンホイール27が固定されることにより設けられる。そして、タービンシャフト25とタービンホイール27との間に、材料保持空間36が設けられる。
That is, as shown in FIG. 13, in the present embodiment, the
具体的には、図14に示すように、タービンホイール27がタービンシャフト25に固定された状態が、タービンホイール27に設けられる嵌合凹部27Aと、タービンシャフト25に設けられる嵌合突部25Aとが嵌合した状態とされる。そして、タービンシャフト25とタービンホイール27との間に設けられる材料保持空間36を形成する壁面として、嵌合凹部27Aの底面27cおよび内周面27dならびに嵌合突部25Aの先端面25cが用いられる。
Specifically, as shown in FIG. 14, the state in which the
タービンホイール27に設けられる嵌合凹部27Aは、回転軸方向の一側(図14において左側)に開口する凹部である。嵌合凹部27Aは、タービンホイール27において、タービンシャフト25に固定される側から円筒状に突出する部分として形成される。したがって、嵌合凹部27Aは、底面27cと、内周面27dとを有する。嵌合凹部27Aにおいて底面27cと内周面27dとにより形成される空間部分は、円柱形状である。そして、嵌合凹部27Aは、タービンホイール27が回転体2を構成する状態(タービンシャフト25に固定された状態)で、底面27cと内周面27dとにより形成される円柱形状の空間の中心軸(嵌合凹部27Aの筒軸)がターボ回転軸C1(図13参照)に一致するように形成される。
The
タービンシャフト25に設けられる嵌合突部25Aは、回転軸方向の他側(図14において右側)に突出する突部である。嵌合突部25Aは、タービンシャフト25において、タービンホイール27が固定される側から円柱状に突出する部分として形成される。言い換えると、嵌合突部25Aは、軸状のタービンシャフト25の端部に形成される縮径部である。したがって、嵌合突部25Aは、先端面25cと、外周面25dとを有する。そして、嵌合突部25Aは、タービンシャフト25が回転体2を構成する状態(タービンシャフト25にタービンホイール27等が固定された状態)で、円柱形状の中心軸がターボ回転軸C1(図13参照)に一致するように形成される。
The
このように、タービンホイール27に設けられる嵌合凹部27Aとタービンシャフト25に設けられる嵌合突部25Aとが、嵌合突部25Aが嵌合凹部27Aに挿入されることで互いに嵌合する。したがって、嵌合凹部27Aの内径と、嵌合突部25Aの外径とは、嵌合突部25Aが嵌合凹部27Aに挿入可能な程度で略同じ寸法である。
Thus, the
そして、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとが嵌合した状態で、嵌合凹部27Aの底面27cと嵌合突部25Aの先端面25cとは、互いに間隔を隔てて対抗するとともに、回転体2においてターボ回転軸C1に対して垂直な面となる。これにより、嵌合凹部27Aの底面27cおよび内周面27d(の一部)と、嵌合突部25Aの先端面25cとにより、材料保持空間36が形成される。したがって、材料保持空間36は、円柱形状を有し、かかる円柱形状は、ターボ回転軸C1を中心とする回転形状である。このように、タービンシャフト25とタービンホイール27との間に設けられる材料保持空間36に、銀ナノペースト40が封入される。
Then, in a state where the fitting
なお、本実施形態では、タービンホイール27に嵌合凹部27Aが設けられ、タービンシャフト25に嵌合突部25Aが設けられるが、タービンホイール27側に嵌合突部25Aのような嵌合突部が設けられ、タービンシャフト25側に嵌合凹部27Aのような嵌合凹部が設けられてもよい。つまり、タービンホイール27がタービンシャフト25に固定された状態が、タービンシャフト25およびタービンホイール27のいずれか一方に設けられる嵌合凹部と、タービンシャフト25およびタービンホイール27のいずれか他方に設けられる嵌合突部とが嵌合した状態とされればよい。
In this embodiment, the
また、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとの嵌合形状、および嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとが嵌合した状態で形成される材料保持空間36の形状は、本実施形態に限定されない。嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとは、互いに嵌合可能な形状であればよく、材料保持空間36の形状は、前述したようにターボ回転軸C1を中心とする回転形状であればよい。また、本実施形態では、図13に示すように、回転体2において、インペラ26をタービンシャフト25に固定するための部材として、一般的な六角ナットであるナット28が用いられる。
In addition, the fitting shape between the
本実施形態では、タービンシャフト25とタービンホイール27とは、電子ビーム溶接により接合されることで固定される。具体的には、図14に示すように、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとの嵌合部分が、電子ビーム溶接による溶接部分となる。すなわち、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとの嵌合部分が、回転体2の径方向について重ね合わせ部分となり、この重ね合わせ部分に対して、例えば嵌合凹部27Aの外周面側から回転体2の径方向の内側に向けて電子ビームが照射される。これにより、電子ビームが照射された部分が加熱されて溶かされ、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとが溶着する(溶接部分W参照。)。電子ビーム溶接は、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとの嵌合部分において全周にわたってあるいは部分的に施される。
In the present embodiment, the
なお、タービンシャフト25とタービンホイール27との固定方法は特に限定されない。タービンシャフト25とタービンホイール27との固定は、例えば、電子ビーム溶接以外の溶接(レーザ溶接等)や、ボルト等の締結部材を用いる方法等により行われてもよい。
The method for fixing the
このように、回転体2においてタービンホイール部22側に材料保持空間36が設けられる構成においては、材料保持空間36内の銀ナノペースト40を加熱するための手段として、前述した回転工程等において回転体2を回転させるためにタービンハウジング7内に供給されるエア(図13、矢印A1参照)が高温とされることで用いられる。すなわち、本実施形態では、加熱工程における、タービンシャフト25とタービンホイール27との間に設けられる材料保持空間36内の銀ナノペースト40の加熱が、回転体2の回転動力を与えるためにタービンホイール部22に対して供給されるエアとして、高温ガスを用いることにより行われる。
As described above, in the configuration in which the
材料保持空間36内の銀ナノペースト40を加熱するために用いられる高温ガスは、少なくとも銀ナノペースト40が硬化する程度に高い温度のガスである。したがって、銀ナノペースト40加熱用の高温ガスは、少なくとも材料保持空間36内の銀ナノペースト40が焼結する温度(例えば200℃以上の温度)に達するように、銀ナノペースト40を加熱する。銀ナノペースト40加熱用の高温ガスは、例えば、回転体2の回転に用いられるエアが、所定の熱源が用いられて加熱されることで生成される。
The high-temperature gas used to heat the
本実施形態のように、回転体2においてタービンホイール部22側に材料保持空間36が設けられることにより、銀ナノペースト40を加熱するための手段として、回転体2を回転させるためにタービンハウジング7内に供給されるエアと同様にして供給される高温ガスを用いることができる。これにより、銀ナノペースト40の加熱に際し、例えば第一実施形態の場合における高周波コイル10(図1参照)のような構成を別途設ける必要がない。ただし、本実施形態においても、銀ナノペースト40を加熱するための手段としては、材料保持空間36内の銀ナノペースト40を焼結するまで加熱することができるものであれば、周知の方法(高周波コイル等)を適宜採用することができる。
As in the present embodiment, by providing the
また、本実施形態のように、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとが嵌合した状態で形成される材料保持空間36に銀ナノペースト40が入れられる構成においては、加熱されて焼結固定される銀ナノペースト40が、タービンシャフト25とタービンホイール27とを接合させる「ろう材」となる。つまり、材料保持空間36内において焼結固定される銀ナノペースト40が接着剤として機能することにより、タービンシャフト25とタービンホイール27との「ろう付」が行われた状態となる。
Further, as in the present embodiment, in the configuration in which the
具体的には、図15(a)に示すように、回転工程および加熱工程が行われることにより材料保持空間36内においてアンバランス改善状態となる銀ナノペースト40は、遠心力によって材料保持空間36を形成する内周面27dに沿う状態で固定される。したがって、材料保持空間36内において焼結固定された銀ナノペースト40は、嵌合突部25Aの先端面25cと、嵌合凹部27Aの内周面27dとの間で、タービンシャフト25とタービンホイール27とを接合させた状態となる。
Specifically, as shown in FIG. 15A, the
詳細には、回転体2の回転による遠心力によって内周面27dに沿う状態となる銀ナノペースト40は、毛細管現象により、タービンシャフト25とタービンホイール27との嵌合面、つまり嵌合突部25Aの外周面25dと嵌合凹部27Aの内周面27dとの間に入り込む。ここで、図16に示すように、嵌合突部25Aの先端周縁部(外周面25dの先端部)には、嵌合突部25Aの嵌合凹部27Aに対する挿入を容易にするためのテーパ面25eが形成されている。したがって、材料保持空間36内から毛細管現象により外周面25dと内周面27dとの間に入り込む銀ナノペースト40は、テーパ面25eと内周面27dとの間を介して浸入する。なお、図16は、図15(a)において破線Eで囲まれる部分の拡大図である。
Specifically, the
このように、毛細管現象によってタービンシャフト25とタービンホイール27との嵌合面に入り込む銀ナノペースト40は、焼結固定されることで、嵌合突部25Aの外周面25dと、嵌合凹部27Aの内周面27dとの間で、タービンシャフト25とタービンホイール27とを接合させた状態となる。結果として、タービンシャフト25とタービンホイール27とは、焼結固定される銀ナノペースト40によって、嵌合突部25Aの先端面25cおよび外周面25d(テーパ面25e含む)と、嵌合凹部27Aの内周面27dとの間が接合された状態となる。
Thus, the
以上のように、本実施形態では、回転体2のアンバランスの修正を行うためにタービンシャフト25とタービンホイール27との間に設けられる材料保持空間36に入れられる銀ナノペースト40が、タービンシャフト25とタービンホイール27とを接合させるろう材となる。したがって、タービンシャフト25とタービンホイール27とが、嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとが嵌合した状態で電子ビーム溶接により接合される構成において、接合部分における回転体2の回転にともなう応力集中を緩和することができる。
As described above, in this embodiment, the
すなわち、図15(b)に示すように、嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとの電子ビーム溶接による接合部分については、非溶融部(溶接部分W以外の部分)に、回転体2の回転にともなう遠心力による応力が集中する(矢印F2参照)。具体的には、図15(b)において破線Gで囲まれる部分が、応力集中部となる。
That is, as shown in FIG. 15B, the joint portion of the
そこで、本実施形態においては、前述したように、焼結固定される銀ナノペースト40が、嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとの接合部分にてろう材の役割をはたすことから、電子ビーム溶接による接合部分の非溶融部が銀ナノペースト40によって接合され、電子ビーム溶接による接合が補強される。これにより、嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとの接合部分における回転体2の回転にともなう応力集中が緩和される(矢印F1参照)。
Therefore, in the present embodiment, as described above, the
このように、本実施形態においては、アンバランスの修正精度の向上が図られることに加え、次のような効果が得られる。すなわち、本実施形態のアンバランス修正方法によれば、タービンシャフト25とタービンホイール27との電子ビーム溶接部周辺の耐遠心力強度の向上が図られるので、ターボチャージャ1の上限作動回転数の向上(作動効率の向上)が可能となる。
Thus, in the present embodiment, in addition to the improvement of the imbalance correction accuracy, the following effects can be obtained. That is, according to the imbalance correction method of the present embodiment, the centrifugal strength strength around the electron beam welded portion between the
本実施形態のアンバランス修正方法の一例について、図17に示すフロー図を用いて説明する。本実施形態のアンバランス修正方法では、回転体2のサブアッシー化が行われる際に、材料保持空間36内に銀ナノペースト40が封入される(S210)。すなわち、回転体2の構成において、タービンシャフト25とタービンホイール27とが接合される際に、嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとが嵌合した状態で形成される材料保持空間36に、銀ナノペースト40が入れられる。
An example of the imbalance correction method of this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the unbalance correction method of the present embodiment, the
次に、材料保持空間36内に銀ナノペースト40が封入された回転体2が用いられて、ターボチャージャ1のアッシー化が行われる(S220)。そして、エアドライブにより、回転体2が低速で回転させられることで(S230)、材料保持空間36内の銀ナノペースト40が、毛細管現象によってタービンシャフト25とタービンホイール27との嵌合面に入り込む(S240)。
Next, the turbocharger 1 is assembled using the
ここで、ステップS230における回転体2の回転数は、特に限定されないが、一次共振点よりは低回転数であり、遠心力によって銀ナノペースト40が材料保持空間36を形成する内周面27dの略全周にわたって沿う状態となり前述したような毛細管現象が生じる程度の回転数とされる。
Here, the rotation speed of the
続いて、回転体2を回転させるためのエアが、高温ガス(200℃以上)に変えられ、回転体2が一次共振点以上の回転数で回転させられる(S250)。すなわち、回転体2が、材料保持空間36内の銀ナノペースト40を加熱するための高温ガスによって回転させられている状態となる。
Subsequently, the air for rotating the
回転体2の回転数が一次共振点以上の回転数となることにより、回転体2の位相が反転し、材料保持空間36内の銀ナノペースト40が回転体2のアンバランスを低減する方向に移動する(S260)。つまり、銀ナノペースト40がアンバランス改善状態となる。なお、回転体2を回転させるためのエアを高温ガスに変えるタイミング等は、銀ナノペースト40がアンバランス改善状態となった後に焼結固定されるように適宜設定される。
When the rotational speed of the
そして、高温ガスからの熱伝導によって材料保持空間36内の銀ナノペースト40が焼結固定された後(S270)、回転体2の回転が停止させられ、ターボチャージャ1についてのアンバランスの修正が終了する(S280)。
Then, after the
また、本実施形態においては、回転体2を回転させるために最初から銀ナノペースト40を加熱するための高温ガスを用いることができる。つまりこの場合、回転体2がエアドライブにより回転している状態からエアを高温ガスに変える工程が省略され、回転体2が最初から高温ガスにより回転させられる。
Moreover, in this embodiment, in order to rotate the
回転体2が最初から高温ガスで回転させられる場合、高温ガスによって回転体2の回転が開始されてから、高温ガスによって材料保持空間36内の銀ナノペースト40が焼結固定されるまで(銀ナノペースト40が焼結する温度に達するまで)の時間(以下「伝熱時間」という。)が、あらかじめ実験等により計測される。そして、材料保持空間36内の銀ナノペースト40が回転体2の回転によってアンバランス改善状態となるまでの時間が伝熱時間よりも短くなるように、回転体2のアンバランス修正が行われる過程における各処理(回転体2の回転数の調整等)が行われる。
When the
すなわち、回転体2を回転させる前に最初から高温ガスが用いられる場合においては、高温ガスからの熱伝導によって材料保持空間36内の銀ナノペースト40が焼結固定される前に、銀ナノペースト40がアンバランス改善状態となるように、時間調整が行われる。言い換えると、材料保持空間36内の銀ナノペースト40がアンバランス改善状態となった後に、銀ナノペースト40が焼結するように、回転体2を回転させるための高温ガスが用いられる。
That is, in a case where a high temperature gas is used from the beginning before rotating the
このように、回転体2が最初から高温ガスで回転させられる場合におけるアンバランス修正方法は、例えば図18に示すフロー図のとおりである。すなわち、この場合、図17に示すフロー図との対比において、上記ステップS230において低速で回転させられる回転体2が、高温ガス(200℃以上)ドライブにより回転させられる(S230)。
Thus, the imbalance correction method in the case where the
そして、同じく図17に示すフロー図との対比において、上記ステップS250においてエアが高温ガスに変えられることに対して、ガスはそのままで(高温ガスのままで)、回転体2が一次共振点以上の回転数で回転させられる(S255)。図18に示すフロー図における他の部分は、図17に示す場合と同じである。
In contrast with the flowchart shown in FIG. 17 as well, the air is changed to the high temperature gas in step S250, whereas the gas remains as it is (the high temperature gas remains), and the
本発明の第四実施形態について説明する。本実施形態では、銀ナノペースト40が入れられる材料保持空間が、回転体2において、タービンホイール部22側、およびコンプレッサホイール部23側の両方に設けられる。
A fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a material holding space in which the
すなわち、図19に示すように、本実施形態では、コンプレッサホイール部23が、タービンシャフト25にインペラ26が固定されることにより設けられる。また、タービンホイール部22が、タービンシャフト25にホイール部材としてのタービンホイール27が固定されることにより設けられる。
That is, as shown in FIG. 19, in this embodiment, the
そして、インペラ26が材料保持空間31を形成するナット体30(図2〜図5参照)が用いられることによってタービンシャフト25に固定されるとともに、タービンシャフト25とタービンホイール27との間に材料保持空間36が設けられる。つまり、本実施形態は、第一実施形態と第三実施形態との組合せである。
The
このように、本実施形態では、銀ナノペースト40が入れられる材料保持空間が、インペラ26をタービンシャフト25に固定するためのナット体30、およびタービンシャフト25とタービンホイール27との間に設けられる。かかる構成においては、アンバランスの修正精度のさらなる向上を図ることができ、振動レベルの低減や、ターボチャージャ1の作動回転数の上限の拡大が可能となる。
Thus, in this embodiment, the material holding space in which the
すなわち、ターボチャージャ1においては、回転体2は弾性体として回転する(回転体2の回転にともなう振動モードが弾性体のモードである)。このため、より高精度のアンバランス修正を行うためには、銀ナノペースト40が入れられる材料保持空間が、タービンホイール部22側およびコンプレッサホイール部23側の両方に設けられることによってアンバランス修正が行われる「二面修正」が有効である。
That is, in the turbocharger 1, the
このような二面修正は、前述したような従来方法においては、次のような理由から困難であった。ターボチャージャ1のアッシー状態において、回転体2を回転させるためには、タービンハウジング7内へのエアの供給等が必要である。また、従来方法では、タービンホイール部22側でバランスの調整を行うためには、回転体2においてタービンホイール部22を構成する部分に対する切除加工が必要となる。
Such two-sided correction is difficult in the conventional method as described above for the following reason. In order to rotate the
このため、従来方法においては、回転体2を回転させるエアの供給と、バランス調整の切除加工との両立のため、設備や工程が複雑となる。また、タービンホイール部22を構成するタービンホイール27は、一般に難加工材であるため、タービンホイール部22側で切除加工を行うことが困難である。以上のように、従来方法においては、回転体2のアンバランスについての二面修正が困難であった。
For this reason, in the conventional method, facilities and processes become complicated in order to achieve both supply of air for rotating the
この点、本発明に係るアンバランス修正方法においては、前記各実施形態のように、銀ナノペースト40が用いられることで、回転体2の回転中に自動的に回転体2のアンバランス修正が行われる。このことから、従来方法における二面修正を行うための困難性が払拭され、二面修正を容易に行うことができる。
In this regard, in the unbalance correction method according to the present invention, the unbalance correction of the
結果として、本実施形態のアンバランス修正方法においては、回転体2におけるタービンホイール部22側、あるいはコンプレッサホイール部23側のいずれか一方に材料保持空間が設けられて行われるアンバランス修正(一面修正)との比較において、アンバランスの修正精度の向上を図ることが可能となる。なお、材料保持空間31を形成するナット体30が用いられて回転体2が構成される本実施形態においては、ナット体30に形成される注入口32が用いられて行われるアンバランス修正(第二実施形態)が当然に適用され得る。
As a result, in the unbalance correction method of the present embodiment, the unbalance correction (one-surface correction) performed by providing a material holding space on either the
以下の各実施形態では、第三実施形態や第四実施形態のようにタービンホイール部22側でアンバランス修正が行われる(材料保持空間36が設けられる)構成における好ましい形態について説明する。
In each of the following embodiments, a preferable embodiment in a configuration in which unbalance correction is performed on the
本発明の第五実施形態について説明する。本実施形態では、回転体2において、タービンシャフト25に対するタービンホイール27の固定が、圧入により行われる。そして、タービンシャフト25とタービンホイール27との間の圧入部分において、材料保持空間36に連通する隙間が設けられる。
A fifth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, in the
すなわち、本実施形態では、図20に示すように、タービンホイール27の嵌合凹部27Aとタービンシャフト25の嵌合突部25Aとの嵌合が、嵌合凹部27Aに対する嵌合突部25Aの圧入とされる。そして、嵌合突部25Aにおける嵌合突部25Aの突出方向(図20において右方向)の先端側に縮径部25Bが設けられることで、材料保持空間36に連通する隙間37が形成される。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 20, the fitting between the
嵌合凹部27Aに対する嵌合突部25Aの圧入については、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとの嵌合部分が圧入部分として用いられる。つまり、嵌合凹部27Aの内周面27dと嵌合突部25Aの外周面25dとが、圧入に際しての係合面(接合面)となる。また、嵌合凹部27Aに対する嵌合突部25Aの圧入は、少なくとも、タービンホイール27がタービンシャフト25に対して、回転工程における回転体2の回転数(例えば一次共振点以上の回転数)に耐え得る程度で固定されるように行われる。
Regarding the press-fitting of the
嵌合突部25Aの先端側に設けられる縮径部25Bは、嵌合凹部27Aの内周面27dとの間に材料保持空間36に連通する隙間37を形成するとともに嵌合突部25Aの先端面25cを形成する。縮径部25Bは、嵌合突部25Aの先端部分において、外周面25dに対して段差面25gを介して円柱状に突出する部分である。
The reduced
そして、縮径部25Bは、その円柱形状の中心軸がターボ回転軸C1に一致するように形成される。したがって、縮径部25Bの外周面25fは、嵌合突部25Aの外周面25dに対して圧入係合する嵌合凹部27Aの内周面27dとの間に、全周にわたって均等な間隔を隔てる。この縮径部25Bの外周面25fと嵌合凹部27Aの内周面27dとの間の間隔が、材料保持空間36に連通する隙間37である。
The reduced
つまり、隙間37は、縮径部25Bの外周面25fと、段差面25gと、嵌合凹部27Aの内周面27dとにより形成され、材料保持空間36に連通する(連続する)円筒状の空間部分である。このような構成においては、図20に示すように、嵌合凹部27Aに対する嵌合突部25Aの圧入部分(回転軸方向における符号H1で示す範囲参照)と、材料保持空間36に連通する隙間37が形成される部分(回転軸方向における符号H2で示す範囲参照)とが、回転軸方向(図20において左右方向)に隣り合う。
That is, the
本実施形態のように、タービンシャフト25に対するタービンホイール27の固定が圧入により行われるとともに、材料保持空間36に連通する隙間37が設けられる構成においては、前述したように嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとの接合部分にてろう材の役割をはたす銀ナノペースト40が、隙間37に入り込む。すなわち、図21に示すように、銀ナノペースト40は、回転体2の回転にともなう遠心力によって、材料保持空間36を形成する内周面27dに沿う状態となるとともに、隙間37に侵入する。ここで、隙間37の大きさによっては、銀ナノペースト40は、毛細管現象によって隙間37に侵入する。
In the configuration in which the
このように、本実施形態では、隙間37に入り込む銀ナノペースト40により、タービンシャフト25とタービンホイール27との圧入による固定が補強される。つまり、材料保持空間36に連通する隙間37は、タービンシャフト25とタービンホイール27とのろう付け用の空間として用いられる。本実施形態のアンバランス修正方法では、図17および図18に示すフロー図におけるステップS240において、材料保持空間36内の銀ナノペースト40が、隙間37に入り込む。
Thus, in this embodiment, the fixing by press-fitting the
本実施形態のアンバランス修正方法によれば、タービンシャフト25とタービンホイール27との固定が電子ビーム溶接により行われる場合との比較において、電子ビーム溶接を行うための工程を省略することができるので、ターボチャージャ1のアンバランスの修正を行うための工程の簡略化が図れる。また、電子ビーム溶接による接合部分においては、熱歪みが生じたり残留応力が比較的大きくなったりする場合があるが、本実施形態のアンバランス修正方法によれば、熱歪みが生じることなく、また、残留応力を低減することができるので、タービンシャフト25とタービンホイール27との接合部分における信頼性が向上する。これにより、ターボチャージャ1において、振動レベルの低減や、上限作動回転数の向上(作動効率の向上)が図られる。
According to the imbalance correction method of the present embodiment, the steps for performing electron beam welding can be omitted in comparison with the case where the
本発明の第六実施形態について説明する。本実施形態では、材料保持空間36を形成する面のうち、所定の面についての面粗度(表面粗さ)が、他の面との比較において大きくされる。なお、本実施形態では、タービンシャフト25とタービンホイール27との固定方法は特に限定されないが、かかる固定方法等については第五実施形態の構成を引用する。
A sixth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the surface roughness (surface roughness) of a predetermined surface among the surfaces forming the
すなわち、本実施形態では、図22に示すように、タービンシャフト25とタービンホイール27との間に設けられる材料保持空間36を形成する壁面のうち、嵌合凹部27Aの底面27cおよび嵌合突部25Aの先端面25cの面粗度が他部に対して比較的大きくされる。つまり、本実施形態では、底面27cおよび先端面25cが、面粗度がタービンホイール27の内周面27dに対して比較的大きい粗面部38として形成される。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 22, the
粗面部38としては、例えば、粗面部38が形成される面の形成工程において、面粗度を低くするための仕上げ加工を省略したり仕上げ加工による仕上げ具合を粗くしたりすることで、材料の切断面等の面粗度を利用する方法が挙げられる。また、他の方法としては、サンドブラスト等の表面処理を施すことで積極的に面粗度を大きくする方法が挙げられる。
As the
このように、粗面部38によって、嵌合凹部27Aの底面27cおよび嵌合突部25Aの先端面25cの面粗度が比較的大きくされることで、これら粗面部38として形成される壁面の、銀ナノペースト40に対するぬれ性が向上する。材料保持空間36を形成する底面27cおよび先端面25cのぬれ性が向上することで、次のような作用が得られる。
Thus, the surface roughness of the
すなわち、図23に示すように、底面27cおよび先端面25cのぬれ性の向上により、アンバランス改善状態となる銀ナノペースト40について、底面27cおよび先端面25cとの関係において生じる隅R部40aが大きくなる。つまり、銀ナノペースト40は、隅R部40aが大きい状態で焼結固定される。隅R部40aの発生は、材料保持空間36内の銀ナノペースト40におけるいわゆるメニスカスの形成に相当する。
That is, as shown in FIG. 23, the
このように、銀ナノペースト40についての隅R部40aが大きくなることで、嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとが嵌合した状態で接合される構成において、接合部分における回転体2の回転にともなう応力集中を緩和することができる。これにより、タービンシャフト25とタービンホイール27との接合部分の耐遠心力強度が向上し、ターボチャージャ1の上限作動回転数の向上(作動効率の向上)が可能となる。
Thus, in the configuration where the
したがって、粗面部38について、面粗度が他部に対して比較的大きいとは、タービンシャフト25とタービンホイール27との接合部分における応力集中が緩和される程度に、隅R部40aが、一般的な仕上げ加工等が施される面部に対して比較的大きく形成される観点に基づく。また、粗面部38は、材料保持空間36を形成する壁面のうち、タービンホイール27の底面27cおよびタービンシャフト25の先端面25c以外の壁面に形成されてもよい。
Therefore, the surface roughness of the
つまり、粗面部38は、材料保持空間36内の銀ナノペースト40について形成される隅R部40aを大きくするための面部であるため、少なくともタービンホイール27の底面27cおよびタービンシャフト25の先端面25cに形成されればよい。言い換えると、材料保持空間36を形成する壁面のうち、少なくとも底面27cおよび先端面25cの面粗度が比較的大きくされればよい。さらに言うと、粗面部38は、材料保持空間36内に封入される銀ナノペースト40の量等に応じて、材料保持空間36を形成する各壁面において部分的に形成されてもよい。
That is, the
本発明の第七実施形態について説明する。本実施形態では、前述したように材料保持空間36に連通する隙間37を形成する面に、材料保持空間36内の銀ナノペースト40を隙間37内に導くための形状部分が設けられている。なお、本実施形態では、タービンシャフト25とタービンホイール27との固定方法は特に限定されないが、かかる固定方法等については第五実施形態の構成を引用する。
A seventh embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as described above, a shape portion for guiding the
すなわち、図24に示すように、嵌合凹部27Aの内周面27d、および嵌合突部25Aの外周面25dに、螺旋状の溝(以下「螺旋溝」という。)25C、27Cが形成されている。具体的には、嵌合凹部27Aの内周面27dについては、隙間37を形成する部分に、螺旋溝27Cが形成されている。また、嵌合突部25Aの外周面25dについては、縮径部25Bの外周面25fに、螺旋溝25Cが形成されている。
That is, as shown in FIG. 24, spiral grooves (hereinafter referred to as “spiral grooves”) 25C and 27C are formed on the inner
螺旋溝25C、27Cは、回転工程における回転体2の回転にともない、材料保持空間36内の銀ナノペースト40を、回転軸方向のうち嵌合凹部27Aの内周面27dと嵌合突部25Aの外周面25dとの合わせ面部の奥側(図24において左側)の方向に導く。
The
内周面27dと外周面25dとの合わせ面部(以下単に「合わせ面部」という。)とは、嵌合凹部27Aと嵌合突部25Aとが回転体2の径方向について対向している部分である。したがって、本実施形態では、縮径部25Bの外周面25fを含む嵌合突部25Aの外周面25dと、嵌合凹部27Aの内周面27dの一部との対向部分が、合わせ面部である。
The mating surface portion of the inner
そして、合わせ面部について、回転軸方向のうち奥側の方向とは、材料保持空間36との関係においては、嵌合突部25Aが設けられる側の方向、つまり本実施形態ではタービンシャフト25側の方向である。したがって、タービンホイール27側に嵌合突部が設けられる構成の場合は、回転軸方向のうち合わせ面部の奥側の方向は、タービンホイール27側となる。さらに言うと、材料保持空間36に連通する隙間37が形成されている本実施形態では、回転軸方向のうち合わせ面部の奥側の方向は、隙間37の奥側(段差面25g側)の方向(図24において左側)に対応する。
And about a mating surface part, in the relationship with the
螺旋溝25C、27Cは、回転体2にともなう銀ナノペースト40に対する相対的な回転により、銀ナノペースト40を、回転軸方向のうち合わせ面部の奥側の方向に導く。螺旋溝25C、27Cが形成される部分は、例えばネジ面のような形状部分となる。
The
このように、嵌合凹部27Aの内周面27dおよび嵌合突部25Aの外周面25dに螺旋溝25C、27Cが形成されることにより、材料保持空間36内の銀ナノペースト40が、合わせ面部(隙間37内)に入り込みやすくなる。これにより、嵌合突部25Aと嵌合凹部27Aとの接合部分にてろう材の役割をはたす銀ナノペースト40による接合の確実性が向上する。
Thus, the
なお、本実施形態では、タービンホイール27(嵌合凹部27Aの内周面27d)およびタービンシャフト25(嵌合突部25Aの外周面25d)の両方に螺旋溝25C、27Cが形成されているが、いずれか一方のみでもよい。つまり、銀ナノペースト40を導くための螺旋溝は、嵌合凹部27Aの内周面27dおよび嵌合突部25Aの外周面25dの少なくともいずれかに形成されればよい。また、本実施形態では、螺旋溝25C、27Cは、タービンホイール27側(嵌合凹部27Aの内周面27d側)については、合わせ面部に、タービンシャフト25側(嵌合突部25Aの外周面25d側)については、縮径部25Bの部分に、それぞれ部分的に形成されているが、各面において全体的に形成されてもよい。
In this embodiment, the
以上の本発明の実施の形態においては、銀ナノペースト40を保持するための材料保持空間が、インペラ26をタービンシャフト25に固定するためのナット(ナット体30)、またはタービンシャフト25とタービンホイール27との間、あるいはこれらの両方に設けられる例が示されている。しかし、材料保持空間が設けられる場所は、本実施の形態に限定されない。すなわち、銀ナノペースト40を保持するための材料保持空間は、回転体2におけるいずれかの場所に設けられればよい。したがって、材料保持空間は、例えば、タービンシャフト25の中間部や、タービンホイール27の内部や、インペラ26等に設けられてもよい。また、材料保持空間が設けられる個数も限定されない。
In the above embodiment of the present invention, the material holding space for holding the
さらに、回転体2に、材料保持空間を形成する部材が、回転体2を構成する部材として別途設けられてもよい。ただし、上述した各実施形態のように、ナット体30やタービンシャフト25とタービンホイール27との間に材料保持空間が設けられることにより、材料保持空間を設けるに際して既存の構成を利用することができる。
Furthermore, a member that forms a material holding space may be provided separately as a member constituting the
回転体2における任意の場所に設けられる材料保持空間に入れられる銀ナノペースト40は、例えば次のようにして加熱される。すなわち、ハウジング3の外部に位置するインペラ26に材料保持空間が設けられる場合は、例えば高周波コイルが用いられる。また、ハウジング3の内部に位置するタービンシャフト25の中間部に材料保持空間が設けられる場合は、例えばハウジング3の外部に設けられる高周波コイルにより、タービンシャフト25の端部からの熱伝導によって銀ナノペースト40が加熱される。また、タービンホイール27に材料保持空間が設けられる場合は、タービンハウジング7内に供給されるエア(高温ガス)が用いられる。
The
このように、回転体2における任意の場所に材料保持空間が設けられる構成において、材料保持空間に銀ナノペースト40を注入するための注入口が形成されることにより、かかる注入口が用いられて行われるアンバランス修正(第二実施形態参照)が適用され得る。つまり、銀ナノペースト40を注入するための注入口は、材料保持空間が設けられる場所に対応して回転体2に設けられる。
As described above, in the configuration in which the material holding space is provided at an arbitrary place in the
また、本発明の実施の形態においては、材料保持空間に入れられる流動材料として、銀ナノペースト40が採用されているが、他の材料であってもよい。すなわち、材料保持空間に入れられる流動材料としては、加熱されることで硬化するとともに材料保持空間を形成する壁面に固定された状態となるペースト状または液状の材料であればよい。流動材料についてペースト状または液状とは、回転体2の回転にともなって材料保持空間内を移動して自由に変形できる程度の流動性を有することを意味する。
Further, in the embodiment of the present invention, the
材料保持空間に入れられる流動材料としては、例えば、銀ナノペースト以外の他の金属ナノペースト、例えば、銀の微粒子の代わりに銅(Cu)の微粒子が用いられる銅ナノペーストや、白金(Pt)が用いられる白金ナノペースト等が採用され得る。また、流動材料の他の例としては、熱硬化性の樹脂や、熱硬化性の樹脂に密度を上げるための金属粒子(例えば銀(Ag)や鉄(Fe)等)を分散させたもの等が挙げられる。 Examples of the fluid material that can be placed in the material holding space include metal nano pastes other than silver nano paste, such as copper nano paste in which copper (Cu) fine particles are used instead of silver fine particles, and platinum (Pt). A platinum nanopaste or the like in which is used can be employed. Other examples of fluid materials include thermosetting resins, and thermosetting resins in which metal particles (for example, silver (Ag), iron (Fe), etc.) for increasing the density are dispersed. Is mentioned.
1 ターボチャージャ
2 回転体
21 シャフト部
22 タービンホイール部
23 コンプレッサホイール部
25 タービンシャフト(シャフト部材)
25A 嵌合突部
25B 縮径部
25C 螺旋溝
25c 先端面
25d 外周面
26 インペラ
27 タービンホイール(ホイール部材)
27A 嵌合凹部
27C 螺旋溝
27c 底面
27d 内周面
30 ナット体
31 材料保持空間
32 注入口
36 材料保持空間
37 隙間
38 粗面部
40 銀ナノペースト(流動材料)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
前記回転体に、前記回転軸を中心とする回転形状を有する空間を設け、該空間に、加熱されることで硬化するとともに前記空間を形成する壁面に固定された状態となるペースト状または液状の流動材料を入れた状態で、
前記流動材料を、前記空間内において前記回転体が有するアンバランスを相殺する位置に流動させて偏在させるために、前記回転体を所定の回転数以上で回転させる回転工程と、
前記回転工程により前記空間内において偏在した状態の前記流動材料を、硬化させるとともに前記壁面に固定するために、前記流動材料を加熱する加熱工程と、
を行うことを特徴とするターボチャージャのアンバランス修正方法。 A turbocharger unbalance correction method comprising a rotating body that is rotatably supported around a predetermined rotation axis and performing supercharging by rotation of the rotating body,
The rotating body is provided with a space having a rotational shape centered on the rotating shaft, and the space is hardened by being heated and is fixed to a wall surface forming the space. With fluid material in it
A rotating step of rotating the rotating body at a predetermined number of revolutions or more in order to cause the flowable material to flow and be unevenly distributed in a position that cancels the unbalance of the rotating body in the space;
A heating step of heating the fluid material in order to cure and fix the fluid material in a state of uneven distribution in the space by the rotation step;
A turbocharger imbalance correction method characterized by:
前記回転工程の前に、
前記空間に前記流動材料が入れられてない前記回転体を所定の回転数で回転させた状態で前記回転体の回転にともなう振動を検出することで、前記回転体のアンバランスの量を測定する測定工程と、
前記測定工程により測定された前記回転体のアンバランスの量に相当する量の前記流動材料を、前記注入口から前記空間に入れる注入工程と、
を行うことを特徴とする請求項1に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 The rotating body is provided with an inlet for putting the fluid material into the space,
Before the rotation process,
The amount of unbalance of the rotating body is measured by detecting the vibration accompanying the rotation of the rotating body in a state where the rotating body in which the fluid material is not put in the space is rotated at a predetermined rotation speed. Measuring process;
An injection step of putting the fluid material in an amount corresponding to the amount of unbalance of the rotating body measured by the measurement step into the space from the injection port;
The turbocharger unbalance correction method according to claim 1, wherein:
前記回転軸の方向を軸方向とするシャフト部と、該シャフト部の軸方向の一端側に設けられ前記回転体の回転動力を得るためのタービンホイール部と、前記シャフト部を形成するシャフト部材にインペラが固定されることにより前記シャフト部の軸方向の他端側に設けられ過給に際して吸気を圧縮するためのコンプレッサホイール部とを有し、
前記コンプレッサホイール部は、前記インペラを前記シャフト部材に固定するための固定部材を有するものであり、
前記空間を、前記固定部材に設けることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 The rotating body is
A shaft portion whose axial direction is the direction of the rotating shaft, a turbine wheel portion provided on one end side in the axial direction of the shaft portion for obtaining rotational power of the rotating body, and a shaft member forming the shaft portion A compressor wheel portion that is provided on the other end side in the axial direction of the shaft portion by the impeller being fixed, and compresses intake air at the time of supercharging;
The compressor wheel portion has a fixing member for fixing the impeller to the shaft member,
The turbocharger imbalance correction method according to claim 1, wherein the space is provided in the fixing member.
前記回転軸の方向を軸方向とするシャフト部と、該シャフト部を形成するシャフト部材にホイール部材が固定されることにより前記シャフト部の軸方向の一端側に設けられ前記回転体の回転動力を得るためのタービンホイール部と、前記シャフト部の軸方向の他端側に設けられ過給に際して吸気を圧縮するためのコンプレッサホイール部とを有するものであり、
前記空間を、前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 The rotating body is
A shaft portion whose axial direction is the direction of the rotating shaft, and a wheel member fixed to the shaft member forming the shaft portion, thereby providing rotational power of the rotating body provided on one end side in the axial direction of the shaft portion. A turbine wheel part for obtaining, and a compressor wheel part for compressing intake air that is provided at the other end side in the axial direction of the shaft part for supercharging,
The turbocharger unbalance correction method according to claim 1, wherein the space is provided between the shaft member and the wheel member.
前記回転軸の方向を軸方向とするシャフト部と、該シャフト部を形成するシャフト部材にホイール部材が固定されることにより前記シャフト部の軸方向の一端側に設けられ前記回転体の回転動力を得るためのタービンホイール部と、前記シャフト部材にインペラが固定されることにより前記シャフト部の軸方向の他端側に設けられ過給に際して吸気を圧縮するためのコンプレッサホイール部とを有し、
前記コンプレッサホイール部は、前記インペラを前記シャフト部材に固定するための固定部材を有するものであり、
前記空間を、前記固定部材、および前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 The rotating body is
A shaft portion whose axial direction is the direction of the rotating shaft, and a wheel member fixed to the shaft member forming the shaft portion, thereby providing rotational power of the rotating body provided on one end side in the axial direction of the shaft portion. A turbine wheel part for obtaining, and a compressor wheel part for compressing intake air at the time of supercharging provided on the other end side in the axial direction of the shaft part by fixing an impeller to the shaft member,
The compressor wheel portion has a fixing member for fixing the impeller to the shaft member,
3. The turbocharger imbalance correction method according to claim 1, wherein the space is provided between the fixed member and the shaft member and the wheel member.
前記回転体の回転動力を与えるために前記タービンホイール部に対して供給するエアとして、少なくとも前記流動材料が硬化する程度に高い温度の高温ガスを用いることにより行うことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 In the heating step, heating the fluid material in the space provided between the shaft member and the wheel member,
5. The method according to claim 4, wherein the air to be supplied to the turbine wheel portion for supplying the rotational power of the rotating body is performed by using a high temperature gas at a temperature high enough to cure the fluid material. The turbocharger imbalance correction method according to claim 5.
前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けられる前記空間を形成する壁面として、前記嵌合凹部の底面および内周面ならびに前記嵌合突部の先端面を用いることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 A state where the wheel member is fixed to the shaft member, a fitting recess provided in one of the shaft member and the wheel member and opening to one side in the direction of the rotating shaft, the shaft member and the wheel member A fitting projection that is provided on either side and projects to the other side in the direction of the rotation shaft is fitted,
5. A bottom surface and an inner peripheral surface of the fitting recess and a tip surface of the fitting protrusion are used as a wall surface forming the space provided between the shaft member and the wheel member. The turbocharger imbalance correction method according to any one of claims 1 to 6.
前記嵌合突部における該嵌合突部の突出方向の先端側に、前記嵌合凹部の内周面との間に前記空間に連通する隙間を形成するとともに前記嵌合突部の先端面を形成する縮径部を設けることを特徴とする請求項7に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 The fitting between the fitting recess and the fitting protrusion is press-fitting the fitting protrusion into the fitting recess,
A gap communicating with the space is formed between the fitting protrusion and the inner peripheral surface of the fitting recess on the leading end side in the protruding direction of the fitting protrusion. The turbocharger unbalance correction method according to claim 7, wherein a reduced diameter portion to be formed is provided.
前記回転工程における前記回転体の回転にともない、前記シャフト部材と前記ホイール部材との間に設けられる前記空間内の前記流動材料を、前記回転軸の方向のうち前記嵌合凹部の内周面と前記嵌合突部の外周面との合わせ面部の奥側の方向に導く螺旋状の溝を形成することを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のターボチャージャのアンバランス修正方法。 At least one of the inner peripheral surface of the fitting recess and the outer peripheral surface of the fitting protrusion,
Along with the rotation of the rotating body in the rotating step, the fluid material in the space provided between the shaft member and the wheel member is replaced with the inner peripheral surface of the fitting recess in the direction of the rotating shaft. The turbocharger unbalance correction according to any one of claims 7 to 9, wherein a spiral groove is formed that leads in a direction toward the back side of the mating surface portion with the outer peripheral surface of the fitting protrusion. Method.
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