CN104870779A - 压缩机叶轮及压缩机组件的不平衡检测装置 - Google Patents

压缩机叶轮及压缩机组件的不平衡检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种更高效地对压缩机叶轮的不平衡进行高精度检测的压缩机叶轮。为此的压缩机叶轮设于压缩机组件，其特征在于，具备：凸起部，其安装于旋转轴；背板部，其相对于凸起部的一端侧所具有的前端部设于相反侧，在与旋转轴垂直的方向上扩展；传感器检测面，其相对于凸起部的前端部的侧面或背板部的侧面倾斜设置，能够由对照射光的反射光进行检测的光传感器检测到。

Description

压缩机叶轮及压缩机组件的不平衡检测装置
技术领域
本发明涉及由高速马达等电动机驱动的电动增压机等所具备的压缩机叶轮及压缩机组件的不平衡检测装置。
背景技术
为了提高内燃机的性能，使用了一种由内燃机的废气驱动、压缩进气而进行增压的增压机(也称作“涡轮增压机”。)。另外，也普及了电动增压机，在该电动增压机中，代替涡轮机而与增压机的轴同轴地组装电动机来作为增压机的驱动源，通过进行压缩机的旋转驱动，来改善加速响应性等。在电动增压机的旋转轴上，设有由永磁铁和铁芯等构成的转子。
对于电动增压机的压缩机叶轮等旋转体而言，即使逐个对构成该旋转体的各个结构部件的旋转平衡正确地进行调整，在组装各结构部件而形成的组件整体中，也有可能因组装误差等而失去旋转平衡。若使这样失去了旋转平衡的状态的旋转体高速旋转，则有可能产生振动，或导致旋转体的破损。因此，直到电动增压机发货之前，都要在使旋转体旋转之后以非接触方式进行高精度的平衡计测，根据其计测结果对在旋转体上产生不平衡的周向的必要部位进行切削加工，修正旋转体的不平衡。作为在旋转体的平衡修正时以非接触方式计测旋转体的不平衡的位置和量的现有技术，在专利文献1中公开了如下方法，即：在旋转体的一部分上安装预先磁化的磁化螺母，利用该磁化螺母检测基准方位并计测不平衡。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2008-58008号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在对以往的涡轮机或辅助涡轮机的盒式组件的平衡进行修正时，通过在涡轮机侧设置用于检测基准方位的标记，来把握平衡偏移方向。然而，在电动压缩机中，没有涡轮机，因此需要在压缩机叶轮上设置该标记。由于用于进行压缩机叶轮单体的平衡修正的基准方位检测用的标记一般设于压缩机背面侧，因此在盒式组件的平衡修正中，应用较为困难。
在前述专利文献1所公开的平衡修正方法中，虽然能够以非接触方式检测压缩机叶轮的不平衡的位置和量，但是由于成为检测对象的磁化螺母较为昂贵，因此要在平衡修正之后卸下并再次使用，存在增加工序的问题。另外，若不频繁校正磁化螺母，则在卸下磁化螺母之后，磁化螺母自身的不平衡量被除去，结果成为不平衡的组件。
本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种能够更高效地对压缩机叶轮的不平衡进行高精度检测的、新型且改良过的压缩机叶轮及压缩机组件的不平衡检测装置。
用于解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种压缩机叶轮，其特征在于，该压缩机叶轮设于压缩机组件，具备：凸起部，其安装于旋转轴；背板部，其相对于所述凸起部的一端侧所具有的前端部设于相反侧，在与所述旋转轴垂直的方向上扩展；传感器检测面，其相对于所述凸起部的所述前端部的侧面或所述背板部的侧面倾斜设置，能够由对照射光的反射光进行检测的光传感器检测到。
根据本发明的一个方式，通过相对于凸起部或背板部的侧面中的任一者倾斜设置传感器检测面，从而仅当传感器检测面在光传感器前通过时检测到反射光，因此能够高精度地检测压缩机叶轮的基准方位。
此时，在本发明的一个方式中，也可以如下：在所述凸起部的所述前端部，设有将所述侧面的一部分切除的平衡切除部，所述传感器检测面相比设有所述平衡切除部的区域更靠所述背板部侧设置，并且相比所述背板部的背面更靠所述前端部侧设置。
这样一来，不会因压缩机叶轮单体的平衡修正而切除传感器检测面，因此能够在不影响平衡切除量的情况下高精度地检测基准方位。
另外，在本发明的一个方式中，也可以如下：所述传感器检测面是在所述凸起部的所述侧面沿相对于该侧面倾斜的方向形成的孔部的底面。
这样，通过相对于凸起部的侧面倾斜地开设孔部，从而仅当在光传感器前通过时检测到反射光，能够高精度地检测基准方位。
另外，在本发明的一个方式中，也可以如下：所述前端部具备设有所述平衡切除部的第一前端部和设于所述第一前端部的基端侧、外径比该第一前端部大的第二前端部，所述传感器检测面是在所述第二前端面的侧面的顶部侧沿相对于该侧面倾斜的方向形成的缺口部的斜面。
这样一来，通过设置将前端部分成第一前端部和第二前端部这样的阶梯部，能够更容易地加工出传感器检测面。
另外，在本发明的一个方式中，也可以如下：所述传感器检测面是在所述背板部的所述侧面的顶部侧沿相对于该侧面倾斜的方向形成的缺口部的斜面。
这样，通过在背板部的侧面的顶部侧设置缺口部的斜面，并将该斜面作为传感器检测面，从而仅当传感器检测面在光传感器前通过时检测到反射光，因此能够高精度地检测压缩机叶轮的基准方位。
另外，在本发明的一个方式中，也可以如下：在所述背板部的所述侧面，设有将所述侧面的一部分沿竖直方向切除的平衡切除部，所述传感器检测面是在所述背板部的所述侧面中的、除设有所述平衡切除部的部位之外的侧面的顶部侧沿相对于该侧面倾斜的方向形成的缺口部的斜面。
这样，通过在背板部的侧面的顶部侧设置缺口部的斜面，并将该斜面作为传感器检测面，从而仅当传感器检测面在光传感器前通过时检测到反射光，因此能够高精度地检测压缩机叶轮的基准方位。另外，不会因压缩机叶轮单体的平衡修正而切除传感器检测面。
另外，在本发明的一个方式中，也可以如下：所述传感器检测面是在所述凸起部的所述侧面沿相对于该侧面倾斜的方向形成的缺口部的斜面。
这样一来，通过在凸起部的侧面设置缺口部的斜面，并将该斜面作为传感器检测面，从而仅当传感器检测面在光传感器前通过时检测到反射光，因此能够高精度地检测压缩机叶轮的基准方位。
另外，在本发明的一个方式中，也可以如下：在所述凸起部的所述前端部，设有将所述侧面的一部分沿竖直方向切除的平衡切除部，所述传感器检测面是在设有所述平衡切除部的区域中设置、并沿相对于所述平衡切除部的切除面倾斜的方向形成的孔部的底面，该底面相比所述平衡切除部的切除最大范围更靠旋转轴心侧。
这样一来，能够抑制凸起部的前端部的长度，因此可实现压缩机叶轮的紧凑化。另外，不会因压缩机叶轮单体的平衡修正而切除传感器检测面，因此能够在不影响平衡切除量的情况下高精度地检测基准方位。
另外，本发明的其他方式是一种压缩机组件的不平衡检测装置，其特征在于，所述压缩机组件设有上述任意一方面所记载的压缩机叶轮，所述压缩机组件的不平衡检测装置具备：旋转部，其使所述压缩机叶轮旋转；检测部，其设有对所述压缩机叶轮所具备的传感器检测面进行检测的光传感器。
根据本发明的其他方式，通过应用上述压缩机叶轮，能够在平衡计测时高精度地检测压缩机叶轮的基准方位。
此时，在本发明的其他方式中，也可以如下：所述旋转部是向所述压缩机叶轮所具备的压缩机叶片供给空气的空气供给装置。
这样一来，能够在卸下压缩机组件的马达和变频器的状态下简单地进行平衡修正，因此可实现不平衡检测装置的简单化、小型化。
另外，在本发明的其他方式中，也可以如下：所述空气供给装置从所述压缩机叶轮的下游侧向上游侧供给所述空气。
这样一来，能够在检测压缩机组件的不平衡时，使压缩机叶轮高效地旋转。
另外，在本发明的其他方式中，也可以如下：所述空气供给装置从所述压缩机叶轮的上游侧向下游侧供给所述空气。
这样一来，能够以较高精度进行压缩机叶轮的平衡计测。
另外，在本发明的其他方式中，也可以如下：所述旋转部是驱动设于所述压缩机组件的旋转轴旋转的马达。
这样一来，马达的磁性吸引力导致的压缩机叶轮的不平衡也能够得到修正，因此能够进一步提高完成品的品质。
另外，在本发明的其他方式中，也可以如下：与所述压缩机组件的设有所述压缩机叶轮的端部的相反侧的端部对置的部位形成为开口部。
这样一来，从压缩机组件的后端侧也能够对螺母等进行切削，从而进行平衡修正。
发明效果
如以上所说明地，根据本发明，能够更高效地对压缩机叶轮的不平衡进行高精度检测。
附图说明
图1(a)是本发明的第一实施方式的压缩机叶轮的俯视图，(b)是从图1(a)的A方向的向视图，(c)是图1(a)的B－B线剖视图。
图2(a)、(b)是对利用光传感器检测同一实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的动作进行说明的图。
图3(a)、(b)是对本发明的第二实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。
图4(a)、(b)是对本发明的第三实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。
图5(a)、(b)是对本发明的第三实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的形成部位进行说明的图。
图6(a)、(b)是对本发明的第四实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。
图7(a)、(b)是对本发明的第五实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。
图8是设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的概略结构图。
图9是设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的不平衡检测装置的一实施方式的概略结构图。
图10是对使用了同一实施方式的压缩机组件的不平衡检测装置的平衡修正的动作进行说明的流程图。
图11是设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的不平衡检测装置的其他实施方式的概略结构图。
具体实施方式
以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。注意，以下说明的本实施方式并不用于不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容，本实施方式中说明的全部结构并不一定都是作为本发明的解决手段所必须的。
<第一实施方式>
首先，使用附图对本发明的压缩机叶轮的第一实施方式进行说明。图1是本发明的第一实施方式的压缩机叶轮的概略结构图，(a)是本实施方式的压缩机叶轮的俯视图，(b)是从图1(a)的A方向的向视图，(c)是图1(a)的B－B线剖视图。另外，图2(a)、(b)是对利用光传感器检测同一实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的动作进行说明的图。
本实施方式的压缩机叶轮100由铝、镁、钛等的轻量化的合金通过铸造、锻造、切削等加工方法形成。如图1(a)～(c)所示，压缩机叶轮100具备圆板形状的背板部102、垂直地一体设于背板部102的凸起部104、从凸起部104一体设置到背板部102的压缩机叶片106、108和传感器检测部110。另外，在本实施方式中，在凸起部104的前端部104a设有平衡切除部105，平衡切除部105是在压缩机叶轮单体的平衡修正时将侧面104b的一部分切除而成的。注意，背板部102相对于凸起部104的一端侧所具有的前端部104a设于相反侧，在与安装于凸起部104的旋转轴52(参照图8)垂直的方向上扩展，但该垂直方向包括±5°左右的误差范围。
如图1(a)所示，压缩机叶片交替配置有六片长叶片106和六片短叶片108。另外，如图1(a)、(c)所示，在凸起部104及背板部102设有圆形的贯通孔103。而且，如图1(b)所示，在应力集中、且又是背板部102的背面侧的与凸起部104连接处的根部部分的部分，加厚形成有厚壁部109。注意，压缩机叶片106、108的片数不限定于上述片数，另外，也可以采用在背板部102的背面侧没有加厚部分的结构。
在本实施方式中，特征在于，相对于凸起部104的前端部104a的侧面104b倾斜设置传感器检测面110，传感器检测面110能够由对照射光的反射光进行检测的光传感器检测到。即，如图2(a)所示，在凸起部104的侧面104b沿相对于该侧面104b倾斜的方向形成的孔部110a的底面110b，成为传感器检测面110。换言之，在本实施方式中，传感器检测面110以相对于侧面104b的竖直方向倾斜的方式设置。
另外，在本实施方式中，传感器检测面110设于比设有平衡切除部105的区域A1更靠背板部侧的区域A2。即，在成为压缩机叶轮100的螺母紧固部的凸起部104的前端部104a的平衡切除区域105和压缩机叶片106、108之间，设有成为光传感器检测用的传感器检测面110的孔部110a。
从压缩机叶轮100的强度上考虑，传感器检测面110越小越优选。为此，传感器检测面110的宽度设为能够利用光传感器30检测到传感器检测面110的程度的宽度，例如是约0.5mm～约1.5mm，优选是约1mm。另外，传感器检测面110的倾斜角度只要是光传感器30能够将传感器检测面110从凸起部104的前端部104a的侧面104b、以及因平衡修正而形成的切削加工面(掘削加工面)即平衡切除部105识别开从而将其检测出来的程度的倾斜角度即可。该倾斜角度例如是约30°～约60°，优选是约45°。
利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面110。作为光传感器30，使用同轴进行光的出射和入射的光纤传感器等。如图2(a)所示，光传感器30以相对于凸起部104的轴向倾斜约45°的状态配置。即，光传感器30与传感器检测面110即孔部110a的底面110b大致正交，并且相对于压缩机叶轮100的背板部102的侧面102a及背面102b倾斜约45°。
其结果为，来自光传感器30的照射光L1在传感器检测面110发生正反射而使反射光L2向光传感器30入射。即，利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面110。另一方面，在照射光L1照射到未设传感器检测面110的部位即凸起部104的侧面104b的其他部位的情况下，如图2(b)所示，在该侧面104b以约45°进行反射而不向光传感器30入射。
这样，在本实施方式中，通过沿相对于凸起部104的侧面104b倾斜的方向开设孔部110a，从而在平衡修正的不平衡检查时，仅当在光传感器30前通过时检测到反射光L2。因此，能够高精度地检测传感器检测面110，传感器检测面110是用于在设有压缩机叶轮100的压缩机组件50(参照图8)的平衡修正时以非接触方式计测压缩机叶轮100的不平衡的位置和量的基准方位。
<第二实施方式>
接下来，使用附图对本发明的压缩机叶轮的第二实施方式进行说明。图3(a)、(b)是对本发明的第二实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。
在本实施方式中，如图3(a)所示，凸起部204的前端部具备设有平衡切除部205的第一前端部204a和设于第一前端部204a的基端侧、外径比该第一前端部204a大的第二前端部206。并且，如图3(a)、(b)所示，特征在于，在第二前端部206的侧面206a的顶部侧沿相对于该侧面206a倾斜的方向形成的缺口部210a的斜面210b，成为传感器检测面210。即，在本实施方式中，传感器检测面210以相对于第二前端部206的侧面206a的竖直方向倾斜的方式设置。注意，关于本实施方式的压缩机叶轮200的其他结构要素，与第一实施方式相同，因此省略其说明。
另外，在本实施方式中，与第一实施方式相同，传感器检测面210设于相比设有平衡切除部205的区域A1更靠背板部侧的区域A2。即，在成为压缩机叶轮200的螺母紧固部的凸起部204的第一前端部204a的平衡切除区域205和压缩机叶片106、108(参照图1)之间，设有成为光传感器检测用的传感器检测面210的斜面210b。
从压缩机叶轮200的强度上考虑，传感器检测面210越小越优选。为此，传感器检测面210的宽度设为能够利用光传感器30检测到传感器检测面210的程度的宽度，例如是约0.5mm～约1.5mm，优选是约1mm。另外，传感器检测面210的倾斜角度只要是光传感器30能够将传感器检测面210从凸起部204的第一前端部204a的侧面204b、第二前端部206的侧面206a以及因平衡修正而形成的切削加工面即平衡切除部205识别开从而将其检测出来的程度的倾斜角度即可。该倾斜角度例如是约30°～约60°，优选是约45°。
利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面210。作为光传感器30，使用同轴进行光的出射和入射的光纤传感器等。如图3(a)所示，光传感器30以相对于凸起部204的轴向倾斜约45°的状态配置。即，光传感器30与传感器检测面210即缺口部210a的斜面210b大致正交，并且相对于压缩机叶轮200的背板部202的侧面及背面倾斜约45°。
其结果为，来自光传感器30的照射光L1在传感器检测面210发生正反射而使反射光L2向光传感器30入射。即，利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面210。另一方面，在照射光L1照射到未设传感器检测面210的部位即凸起部204的第二前端部206的其他部位的情况下，在该其他部位以约45°进行反射而不向光传感器30入射。
这样，在本实施方式中，通过沿相对于第二凸起部206的侧面206a倾斜的方向形成缺口部210a，从而在平衡修正的不平衡检查时，仅当在光传感器30前通过时检测到反射光L2。因此，能够高精度地检测传感器检测面210，传感器检测面210是用于在设有压缩机叶轮200的压缩机组件50(参照图8)的平衡修正时，以非接触方式计测压缩机叶轮200的不平衡的位置和量的基准方位。另外，在本实施方式中，通过采用将凸起部204的前端部分成第一前端部204a和第二前端部206从而设置阶梯部的结构，能够更容易地加工出传感器检测面210。
<第三实施方式>
接下来，使用附图对本发明的压缩机叶轮的第三实施方式进行说明。图4(a)、(b)是对本发明的第三实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。另外，图5(a)、(b)是对本发明的第三实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的形成部位进行说明的图。
在本实施方式中，如图4(a)、(b)所示，特征在于，传感器检测面310设于压缩机叶轮300的下游侧上表面、即背板部302的侧面302a。具体而言，如图5(a)、(b)所示，在压缩机叶轮300的没有压缩机叶片306、308的部位Z中的、除部位X之外的部分Y的侧面302a的顶部侧，沿相对于该侧面302a倾斜的方向形成有缺口部310a，该缺口部310a的斜面310b成为传感器检测面310，上述部位X是设有形成于背板部302的侧面302a的平衡切除部305的部位。即，在本实施方式中，传感器检测面310以相对于背板部302的侧面302a的竖直方向倾斜的方式设置。注意，关于本实施方式的压缩机叶轮300的其他结构要素，与第一实施方式相同，因此省略其说明。
从压缩机叶轮300的强度上考虑，传感器检测面310越小越优选。为此，传感器检测面310的宽度设为能够利用光传感器30检测到传感器检测面310的程度的宽度，例如是约0.5mm～约1.5mm，优选是约1mm。另外，传感器检测面310的倾斜角度只要是光传感器30能够将传感器检测面310从背板部302的侧面302a识别开从而将其检测除来的程度的倾斜角度即可。该倾斜角度例如是约30°～约60°，优选是约45°。
利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面310。如图4(b)所示，光传感器30以相对于背板部302的侧面302a的竖直方向倾斜约45°的状态配置。即，光传感器30与传感器检测面310即缺口部310a的底面310b大致正交，并且相对于压缩机叶轮300的背板部302的侧面302a及背面302b倾斜约45°。
其结果为，来自光传感器30的照射光L1在传感器检测面310发生正反射而使反射光L2向光传感器30入射。即，利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面310。另一方面，在照射光L1照射到未设传感器检测面310的部位即背板部302的侧面302a的其他部位的情况下，在该其他部位以约45°进行反射而不向光传感器30入射。
这样，在本实施方式中，通过沿相对于背板部302的侧面302a倾斜的方向形成缺口部310a，从而在平衡修正的不平衡检查时，仅当在光传感器30前通过时检测到反射光L2。因此，能够高精度地检测传感器检测面310，传感器检测面310是用于在设有压缩机叶轮300的压缩机组件50(参照图8)的平衡修正时，以非接触方式计测压缩机叶轮300的不平衡的位置和量的基准方位。另外，在本实施方式中，由于是在任意的压缩机叶片306、308间空出的背板部302的侧面302a形成缺口部310a，将其斜面310b作为传感器检测面310，因此能够容易地加工出传感器检测面310。
<第四实施方式>
接下来，使用附图对本发明的压缩机叶轮的第四实施方式进行说明。图6(a)、(b)是对本发明的第四实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。
在本实施方式中，特征在于，传感器检测面410以相对于凸起部404的前端部404a的侧面404b在水平方向上倾斜的方式设置。即，如图6(a)所示，以相对于凸起部404的该侧面404b在水平方向上倾斜的方式形成于凸起部404的侧面404b的缺口部410a的斜面410b，成为传感器检测面410。换言之，在本实施方式中，传感器检测面410以相对于侧面404b的水平方向倾斜的方式设置。注意，关于本实施方式的压缩机叶轮400的其他结构要素，与第一实施方式相同，因此省略其说明。
从压缩机叶轮400的强度上考虑，传感器检测面410越小越优选。为此，传感器检测面410的宽度设为能够利用光传感器30检测到传感器检测面410的程度的宽度，例如是约0.5mm～约1.5mm，优选是约1mm。另外，传感器检测面410的倾斜角度只要是光传感器30能够将传感器检测面410从凸起部404的前端部404a的侧面404b、以及因平衡修正而形成的切削加工面即平衡切除部405识别开从而将其检测出来的程度的倾斜角度即可。该倾斜角度例如是约30°～约60°，优选是约45°。
利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面410。作为光传感器30，使用同轴进行光的出射和入射的光纤传感器等。如图6(a)所示，光传感器30以相对于凸起部404的水平方向倾斜约45°的状态配置。即，光传感器30与传感器检测面410即缺口部410a的斜面410b大致正交。
其结果为，来自光传感器30的照射光L1在传感器检测面410发生正反射而使反射光L2向光传感器30入射。即，利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面410。另一方面，在照射光L1照射到未设传感器检测面410的部位即凸起部404的其他部位的情况下，在该其他部位以约45°进行反射而不向光传感器30入射。
这样，在本实施方式中，通过沿相对于凸起部404的前端部404a的侧面404b倾斜的方向形成缺口部410a，从而在平衡修正的不平衡检查时，仅当在光传感器30前通过时检测到反射光L2。因此，能够高精度地检测传感器检测面410，传感器检测面410是用于在设有压缩机叶轮200的压缩机组件50(参照图8)的平衡修正时，以非接触方式计测压缩机叶轮400的不平衡的位置和量的基准方位。
<第五实施方式>
接下来，使用附图对本发明的压缩机叶轮的第五实施方式进行说明。图7(a)、(b)是对本发明的第五实施方式的压缩机叶轮的传感器检测面的结构和利用光传感器检测该传感器检测面的动作进行说明的图。
在本实施方式中，特征在于，传感器检测面510设于凸起部504的前端部504a的设有平衡切除部505的区域。即，如图7(a)所示，在凸起部504的侧面504b中的、设有平衡切除部505的区域内沿相对于该侧面504b倾斜的方向形成的孔部510a的底面510b，成为传感器检测面510。换言之，在本实施方式中，传感器检测面510以相对于侧面504b的竖直方向倾斜的方式设置。注意，关于本实施方式的压缩机叶轮500的其他结构要素，与第一实施方式相同，因此省略其说明。
从压缩机叶轮500的强度上考虑，传感器检测面510越小越优选。为此，传感器检测面510的宽度设为能够利用光传感器30检测到传感器检测面510的程度的宽度，例如是约0.5mm～约1.5mm，优选是约1mm。另外，传感器检测面510的倾斜角度只要是光传感器30能够将传感器检测面510从凸起部504的前端部504a的侧面504b、以及因平衡修正而形成的切削加工面即平衡切除部505识别开从而将其检测出来的程度的倾斜角度即可。该倾斜角度例如是约30°～约60°，优选是约45°。
利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面510。作为光传感器30，使用同轴进行光的出射和入射的光纤传感器等。如图7(a)所示，光传感器30以相对于凸起部504的竖直方向倾斜约45°的状态配置。即，光传感器30与传感器检测面510即孔部510a的底面510b大致正交。
其结果为，来自光传感器30的照射光L1在传感器检测面510发生正反射而使反射光L2向光传感器30入射。即，利用来自光传感器30的照射光L1的反射光L2检测传感器检测面510。另一方面，在照射光L1照射到未设传感器检测面510的部位即凸起部504的其他部位的情况下，在该其他部位以约45°进行反射而不向光传感器30入射。
这样，在本实施方式中，通过沿相对于凸起部504的前端部504a的侧面504b倾斜的方向形成孔部510a，从而在平衡修正的不平衡检查时，仅当在光传感器30前通过时检测到反射光L2。因此，能够高精度地检测传感器检测面510，传感器检测面510是用于在设有压缩机叶轮500的压缩机组件50(参照图8)的平衡修正时，以非接触方式计测压缩机叶轮500的不平衡的位置和量的基准方位。
另外，在本实施方式中，特征在于，孔部510a的底面510b相比平衡切除部505的切除最大范围更靠压缩机叶轮500的旋转轴心A5侧。即，如图7(a)所示，用于设置传感器检测面510的孔部510a的深度D1比平衡切除部505的深度D2大，因此能够在与平衡切除部510重叠的部位设置传感器检测面510。因此，与第一～第四实施方式的压缩机叶轮相比，能够抑制凸起部504的前端部504a的长度，因此可实现压缩机叶轮500的紧凑化。
如以上所说明地，本发明各实施方式的压缩机叶轮在压缩机叶轮的背面以外的部分设有传感器检测面，该传感器检测面是在平衡修正之后无需卸下的用于检测基准方位的标记。因此，即使是在组装了盒式的压缩机组件之后，在进行平衡修正时的不平衡检查时，成为基准检测部的传感器检测面也不会隐藏起来，因此能够容易地进行组件组装后的不平衡检查。另外，由于是事先容易地将传感器检测面设于压缩机叶轮，因此在组件组装后的不平衡检查时，不使用磁化螺母等新的工具就能够进行不平衡检查，因此可实现压缩机组件的不平衡检查的工序的缩短化。
<压缩机组件的结构>
接下来，使用附图对设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的结构进行说明。图8是设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的概略结构图。
压缩机组件50具备旋转轴52、安装于旋转轴52的一端侧的转子铁芯54、安装于旋转轴52的另一端侧的前述各实施方式的压缩机叶轮100(200、300、400、500)和支承旋转轴52的轴承56、58。另外，旋转轴52的除安装压缩机叶轮100(200、300、400、500)的部位之外的部位、转子铁芯54、轴承56、58内置于外壳60。并且，从压缩机组件50的两端侧伸出的旋转轴52的两端部由螺母62、64紧固。
旋转轴52由轴向的中间部粗的轴部52b和设于其两端侧的外嵌压缩机叶轮100(200、300、400、500)的细的轴部52a构成。粗的轴部52b和细的轴部52a的连结部成为阶梯部，并且成为安装压缩机叶轮100(200、300、400、500)时的轴向的止动部。另外，安装于旋转轴52的两端侧的螺母62、64可以用作在组装压缩机组件50之后进行平衡调整时的平衡修正加工部位。
注意，作为轴承56、58的形式，可以是球轴承(角接触球轴承)或者金属轴承(滑动轴承)中的任一种，未特别规定。另外，在本实施方式中，如图8所示，形成为在设于旋转轴52的转子铁芯54的两侧固定轴承56、58的结构，但转子铁芯54及轴承56、58的位置也可以是其他位置。
<压缩机组件的不平衡检测装置>
接下来，使用附图对设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的不平衡检测装置的一实施方式进行说明。图9是设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的不平衡检测装置的一实施方式的概略结构图。
不平衡检测装置10利用光传感器30a或30b检测设于压缩机组件50所具备的压缩机叶轮100(200、300、400、500)的传感器检测面。并且，不平衡检测装置10以该传感器检测面为基准，计测(测定)压缩机叶轮100(200、300、400、500)的不平衡的位置和量。
在本实施方式中，如图9所示，不平衡检测装置10具备空气供给装置12、导入空气的压缩机罩14、设有光传感器30a或30b的检测部31、保持压缩机组件50的保持件16、加速度检测器(未图示)、与光传感器30a、30b及加速度检测器连接的矢量滤波器(未图示)、与矢量滤波器连接的A/D转换器(未图示)和与A/D转换器连接的计算机(未图示)。
另外，在本实施方式中，为了从压缩机组件50的后端侧也能够对螺母64(参照图8)等进行切削，从而进行平衡修正，与压缩机组件50的设有压缩机叶轮的端部的相反侧的端部对置的部位形成为开口部18。这样，通过在后端侧设置开口部18，不仅能够切削压缩机组件50的前端侧的螺母62，从后端侧也能够切削螺母64，因此能够更准确地进行压缩机组件的平衡调整。
空气供给装置12作为旋转部发挥功能，该旋转部经由压缩机罩14向压缩机叶轮100(200、300、400、500)所具备的压缩机叶片供给空气，使压缩机叶轮旋转。通过利用空气供给装置12使压缩机叶轮旋转，能够在卸下压缩机组件50的马达和变频器的状态下简单地进行平衡修正，因此可实现不平衡检测装置10的简单化、小型化。
另外，在需要使转速迅速上升的情况下，为了高效地向压缩机叶轮传递被导入的空气的能量，空气供给装置12优选从压缩机叶轮100(200、300、400、500)的下游侧向上游侧供给空气。
而且，在需要以较高精度进行平衡计测的情况下，为了沿径向均匀地向压缩机叶轮传递被导入的空气的能量，空气供给装置12优选从压缩机叶轮100(200、300、400、500)的上游侧向下游侧供给空气。
在检测部31，设有用于检测压缩机叶轮100(200、300、400、500)所具备的传感器检测面的光传感器30a或30b。在压缩机叶轮的传感器检测面设于凸起部的前端部侧的情况下，使用第一光传感器30a，该第一光传感器30a设于能够将照射光照射到该前端部侧的位置。另一方面，在压缩机叶轮的传感器检测面设于背板部的侧面顶部侧的情况下，使用第二光传感器30b，该第二光传感器30b设于能够将照射光照射到该背板部的侧面顶部侧的位置。
通过将不平衡检测装置10设为这样的结构，能够使压缩机叶轮100(200、300、400、500)旋转，并且从光传感器30a或30b照射光。于是，来自光传感器30a或30b及加速度检测器的检测信号经由矢量滤波器及A/D转换器输入到计算机。计算机对振动特性、校准及平衡进行计算，对数据进行记录统计处理。其结果为，不平衡检测装置10在压缩机叶轮100(200、300、400、500)中，以传感器检测面110为0基准，通过矢量计算及矢量分解来计测在多少度的角度上存在多大程度的重量不平衡。
接下来，使用附图对使用了本实施方式的压缩机组件的不平衡检测装置的平衡修正的动作进行说明。图10是对使用了本实施方式的压缩机组件的不平衡检测装置的平衡修正的动作进行说明的流程图。
首先，在将组装好的压缩机组件设置于不平衡检测装置之后(工序S10)，使压缩机叶轮旋转至目标转速，对两侧的不平衡矢量进行计测，算出不平衡修正量(工序S11)。在本实施方式中，利用从空气供给装置供给的压缩空气，使压缩机叶轮旋转，基于来自光传感器的检测结果，算出压缩机叶轮的不平衡的位置和量。
然后，基于算出的不平衡的位置和量，利用切削装置，从在设有压缩机叶轮的一侧的端部设置的螺母或者从设于其相反侧的螺母，将消除不平衡所需的重量所对应的螺母的一部分切除(工序S12)。并且，在切除后进行去飞边(工序S13)，然后确认旋转时的压缩机叶轮的振动是否在允许范围内(工序S14)。若旋转时的压缩机叶轮的振动在允许范围内，则结束具备压缩机叶轮的压缩机组件的平衡修正。另一方面，若旋转时的压缩机叶轮的振动在允许范围外，则对切除过的螺母进行更换(工序S15)，再次返回工序S11。
这样，在本实施方式中，通过将前述各实施方式的压缩机叶轮应用于压缩机组件，能够在平衡计测时高精度地进行基准方位的检测。另外，在检查时利用空气供给装置使压缩机叶轮旋转，因此能够在卸下电动压缩机的马达、变频器的状态下简单地进行平衡修正，可实现装置的简单化、小型化。
接下来，使用附图对设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的不平衡检测装置的其他实施方式进行说明。图11是设有本发明各实施方式的压缩机叶轮的压缩机组件的不平衡检测装置的其他实施方式的概略结构图。
在本实施方式中，如图11所示，不平衡检测装置20具备设有光传感器30a或30b的检测部31、驱动设于压缩机组件50的旋转轴旋转的马达22、加速度检测器(未图示)、与光传感器30a或30b及加速度检测器连接的矢量滤波器(未图示)、与矢量滤波器连接的A/D转换器(未图示)和与A/D转换器连接的计算机(未图示)。即，在本实施方式中，马达22作为使压缩机组件50的压缩机叶轮100(200、300、400、500)旋转的旋转部发挥功能。
在检测部31，与一实施方式相同，设有用于检测压缩机叶轮100(200、300、400、500)所具备的传感器检测面的光传感器30a或30b。在压缩机叶轮的传感器检测面设于凸起部的前端部侧的情况下，使用第一光传感器30a，该第一光传感器30a设于能够将照射光照射到该前端部侧的位置。另一方面，在压缩机叶轮的传感器检测面设于背板部的侧面顶部侧的情况下，使用第二光传感器30b，该第二光传感器30b设于能够将照射光照射到该背板部的侧面顶部侧的位置。
注意，在本实施方式中，如图11所示，利用具备光传感器30a或30b的压缩机罩24包围压缩机叶轮100(200、300、400、500)的周围，但是也可以采用不利用压缩机罩24进行包围、而仅是使光传感器靠近压缩机叶轮的结构。在需要以更靠近产品的状态进行平衡修正的情况下，优选具备压缩机罩24。另一方面，在需要在更短时间内进行平衡计测的情况下，为了减少安装工序，优选不具备压缩机罩24。
对于不平衡检测装置20的其他结构要素，与前述一实施方式的不平衡检测装置10相同，因此省略其结构的说明。另外，对于使用了不平衡检测装置的平衡修正的动作流程的概要，也与前述一实施方式相同，因此省略其说明。
在本实施方式中，由于是通过使电流流入马达22，驱动设于压缩机组件的旋转轴旋转，因此马达的磁性吸引力导致的压缩机叶轮的不平衡也能够得到修正，因此能够进一步提高完成品的品质。另外，由于还能够通过使电流流入马达22，在进行不平衡检查的同时进行排出压确认、通电确认、响应性确认等，因此能够在不平衡检查的同时兼做完成品检查。
注意，虽然如上所述地对本发明各实施方式详细进行了说明，但本领域技术人员应该能够容易理解，可以进行未在实质上从本发明的新方案及效果脱离的多种变形。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的范围内。
例如，对于在说明书或附图中与更加广义或同义的不同术语一起记载过至少一次的术语，在说明书或附图的某些部分也可以替换成该不同术语。另外，压缩机叶轮及压缩机组件的不平衡检测装置的结构、动作也不限定于本发明各实施方式所说明的结构、动作，可以进行各种变形实施。
附图标记说明
10、20  不平衡检测装置
12  旋转部(空气供给装置)
18  开口部
22  旋转部(马达)
30  光传感器
31  检测部
50  压缩机组件
52  旋转轴
100、200、300、400、500  压缩机叶轮
102、302  背板部
102a、302a  (背板部的)侧面
104、204、304、404、504  凸起部
104a、204a、404a、504a  前端部
104b  (凸起部前端部的)侧面；
105、205、305、405、505  平衡切除部
106、108  压缩机叶片
110、210、310、410、510  传感器检测面
110a、510a  孔部
110b、510b  底面
210a、310a、410a  缺口部
210b、310b、410b  斜面
505a  切除面
A5  旋转轴心
L1  照射光
L2  反射光

Claims (14)

1.一种压缩机叶轮，其特征在于，设于压缩机组件，具备：
凸起部，其安装于旋转轴；
背板部，其相对于所述凸起部的一端侧所具有的前端部设于相反侧，在与所述旋转轴垂直的方向上扩展；
传感器检测面，其相对于所述凸起部的所述前端部的侧面或所述背板部的侧面倾斜设置，能够由对照射光的反射光进行检测的光传感器检测到。
2.根据权利要求1所述的压缩机叶轮，其特征在于，
在所述凸起部的所述前端部，设有将所述侧面的一部分切除的平衡切除部，
所述传感器检测面相比设有所述平衡切除部的区域更靠所述背板部侧设置，并且相比所述背板部的背面更靠所述前端部侧设置。
3.根据权利要求2所述的压缩机叶轮，其特征在于，
所述传感器检测面是在所述凸起部的所述侧面沿相对于该侧面倾斜的方向形成的孔部的底面。
4.根据权利要求2所述的压缩机叶轮，其特征在于，
所述前端部具备设有所述平衡切除部的第一前端部和设于所述第一前端部的基端侧、外径比该第一前端部大的第二前端部，
所述传感器检测面是在所述第二前端面的侧面的顶部侧沿相对于该侧面倾斜的方向形成的缺口部的斜面。
5.根据权利要求2所述的压缩机叶轮，其特征在于，
所述传感器检测面是在所述背板部的所述侧面的顶部侧沿相对于该侧面倾斜的方向形成的缺口部的斜面。
6.根据权利要求5所述的压缩机叶轮，其特征在于，
在所述背板部的所述侧面，设有将所述侧面的一部分切除的平衡切除部，
所述传感器检测面设于所述背板部的所述侧面中的、除设有所述平衡切除部的部位之外的侧面的顶部侧。
7.根据权利要求2所述的压缩机叶轮，其特征在于，
所述传感器检测面是在所述凸起部的所述侧面沿相对于该侧面倾斜的方向形成的缺口部的斜面。
8.根据权利要求1所述的压缩机叶轮，其特征在于，
在所述凸起部的所述前端部，设有将所述侧面的一部分切除的平衡切除部，
所述传感器检测面是在设有所述平衡切除部的区域中设置、并沿相对于所述平衡切除部的切除面倾斜的方向形成的孔部的底面，该底面相比所述平衡切除部的切除最大范围更靠旋转轴心侧。
9.一种压缩机组件的不平衡检测装置，其特征在于，所述压缩机组件设有权利要求1至权利要求8中任一项所述的压缩机叶轮，
所述压缩机组件的不平衡检测装置具备：
旋转部，其使所述压缩机叶轮旋转；
检测部，其设有对所述压缩机叶轮所具备的传感器检测面进行检测的光传感器。
10.根据权利要求9所述的压缩机组件的不平衡检测装置，其特征在于，
所述旋转部是向所述压缩机叶轮所具备的压缩机叶片供给空气的空气供给装置。
11.根据权利要求10所述的压缩机组件的不平衡检测装置，其特征在于，
所述空气供给装置从所述压缩机叶轮的下游侧向上游侧供给所述空气。
12.根据权利要求10所述的压缩机组件的不平衡检测装置，其特征在于，
所述空气供给装置从所述压缩机叶轮的上游侧向下游侧供给所述空气。
13.根据权利要求9所述的压缩机组件的不平衡检测装置，其特征在于，
所述旋转部是驱动设于所述压缩机组件的旋转轴旋转的马达。
14.根据权利要求9所述的压缩机组件的不平衡检测装置，其特征在于，
与所述压缩机组件的设有所述压缩机叶轮的端部的相反侧的端部对置的部位形成为开口部。
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