JP4702203B2 - Electric turbocharger balance correcting device and balance correcting method - Google Patents

Electric turbocharger balance correcting device and balance correcting method Download PDF

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Description

本発明は、電動過給機のバランス修正装置およびバランス修正方法に関し、特に、電動過給機を分解することなく、アンバランス状態を修正するバランス修正装置およびバランス修正方法に関する。   The present invention relates to a balance correction device and a balance correction method for an electric supercharger, and more particularly to a balance correction device and a balance correction method for correcting an unbalanced state without disassembling the electric supercharger.

従来より、エンジンの出力を向上させるために、エンジンに供給される空気をコンプレッサホイールの回転により圧縮して、過給する過給機が知られている。また、回転電機によりコンプレッサホイールに回転力を付与する電動過給機が公知である。このような電動過給機においては、回転シャフトには回転子が設けられる。そのため、回転子が設けられない回転シャフトと比較して、質量が大きくなる。また、回転シャフトは過給時において非常に高回転になるまで回転する。そのため、回転シャフトがアンバランス状態であると、回転子が設けられない通常の過給機と比較して、アンバランスによる振動の振幅が非常に大きくなる可能性がある。そこで、回転シャフトのアンバランスを修正する必要性が生じる。   2. Description of the Related Art Conventionally, in order to improve the output of an engine, a supercharger that supercharges air supplied to the engine by compressing the air by rotation of a compressor wheel is known. An electric supercharger that applies a rotational force to a compressor wheel by a rotating electric machine is known. In such an electric supercharger, the rotating shaft is provided with a rotor. For this reason, the mass is increased as compared with a rotating shaft not provided with a rotor. Further, the rotating shaft rotates until it becomes very high at the time of supercharging. For this reason, when the rotating shaft is in an unbalanced state, the amplitude of vibration due to unbalance may become very large as compared with a normal supercharger in which no rotor is provided. Therefore, it becomes necessary to correct the unbalance of the rotating shaft.

たとえば、特開2002−39904号公報(特許文献1)は、検査データの再現性と修正精度を向上し、高速バランスの修正回数を減少でき、生産台数の向上を図ることができる過給機の高速バランス修正装置とその方法を開示する。この高速バランス修正装置は、過給機の加速度をピックアップしかつ磁石を有する加速度ピックアップと、コンプレッサホイールの高速回転時の高速アンバランス量を検出する回転検出器と、これらの検出器から検出された入力信号に基づき演算する演算器と、タービン車室を取り付けるタービン車室取付板を有した振動台と、を備え、加速度ピックアップを振動台のタービン車室取付板に取り付けたことを特徴とする。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-39904 (Patent Document 1) discloses a turbocharger that can improve the reproducibility and correction accuracy of inspection data, reduce the number of corrections of high-speed balance, and improve the number of production. A high-speed balance correction apparatus and method are disclosed. This high-speed balance correction device picks up the acceleration of the turbocharger and has a magnet, a rotation detector that detects a high-speed unbalance amount at the time of high-speed rotation of the compressor wheel, and detected from these detectors An arithmetic unit that calculates based on an input signal and a vibration table having a turbine casing mounting plate for mounting the turbine casing are provided, and the acceleration pickup is mounted on the turbine casing mounting plate of the shaking table.

上述した公報に開示された高速バランス修正装置によると、検査データの再現性と修正精度を向上し、高速バランスの修正回数を減少でき、生産台数の向上を図ることができる。
特開2002−39904号公報
According to the high-speed balance correction device disclosed in the above-mentioned publication, the reproducibility and correction accuracy of inspection data can be improved, the number of corrections of high-speed balance can be reduced, and the number of production can be improved.
JP 2002-39904 A

上述した公報に開示されたバランス修正装置においては、コンプレッサホイールを固定するナットを切削することにより、アンバランス状態が修正される。しかしながら、電動過給機のように回転シャフトにロータが固定される場合においては、ナットの切削によるバランス修正だけでは、アンバランス状態を十分に修正しきれない可能性がある。   In the balance correcting device disclosed in the above-mentioned publication, the unbalanced state is corrected by cutting the nut that fixes the compressor wheel. However, in the case where the rotor is fixed to the rotating shaft like an electric supercharger, there is a possibility that the unbalanced state cannot be corrected sufficiently only by correcting the balance by cutting the nut.

特に、電動過給機においては、回転シャフト、ロータあるいはコンプレッサホイール等の構成部品の平行度の積み重ねがバランス状態に影響を与える。そのため、回転シャフトに固定された構成部品を分解して、バランス修正後に再度組み立て直す必要がある。これにより、バランス修正の工程に時間がかかる場合がある。   In particular, in an electric supercharger, stacking of parallelism of components such as a rotating shaft, a rotor, or a compressor wheel affects the balance state. Therefore, it is necessary to disassemble the components fixed to the rotating shaft and reassemble after the balance correction. As a result, the balance correction process may take time.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電動過給機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バランス修正装置およびバランス修正方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a balance correction apparatus and a balance correction method for correcting an unbalanced state in a short time without disassembling the electric supercharger. Is to provide.

第1の発明に係る電動過給機のバランス修正装置は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正装置は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させるための供給手段と、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。   An electric supercharger balance correction device according to a first aspect of the invention is a balance correction device that corrects an unbalanced state of a rotating shaft of an electric supercharger. A compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft. The electric supercharger is a rotating electric machine composed of a rotor whose position around the rotation axis is fixed by a fastening force of a fastening member with respect to the rotation shaft, and a stator fixed to the casing of the electric supercharger. Including. This balance correction device supplies power to the stator to rotate the rotor, and the unbalance amount of the rotary shaft when the rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed. Correction for correcting the unbalanced state by changing the phase between the rotating shaft and the rotor in a state where the fastening of the fastening member is loosened based on the detection means for detecting and the detected unbalance amount. Means.

第1の発明によると、修正手段は、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機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バランス修正装置を提供することができる。   According to the first invention, the correcting means changes the phase between the rotating shaft and the rotor in a state in which the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount of the rotating shaft, thereby causing an unbalanced state. To correct. For example, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is limited, only the rotor can be rotated. Therefore, the phase between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Therefore, by changing the phase between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled. Therefore, it is possible to provide a balance correcting device that corrects the unbalanced state in a short time without disassembling the electric supercharger.

第2の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第1の発明の構成に加えて、修正手段は、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して回転子を回転させることにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するための手段を含む。   In the balance correcting device for the electric supercharger according to the second invention, in addition to the configuration of the first invention, the correcting means rotates the motor by supplying power to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is limited. Means are included for correcting the unbalanced state by changing the phase between the rotating shaft and the rotor by rotating the rotor.

第2の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。   According to the second invention, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is restricted, only the rotor can be rotated. Therefore, the phase between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Therefore, by changing the phase between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled.

第3の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第2の発明の構成に加えて、供給手段は、回転子と固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給するための手段を含む。検知手段は、締結部材が締結された状態で、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するための手段を含む。修正手段は、回転子と固定子との位相角度が、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材を締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給して、アンバランス状態を修正するための手段を含む。   In the balance correction device for an electric supercharger according to the third invention, in addition to the configuration of the second invention, the supply means includes a plurality of predetermined phase angles in which the phase angle between the rotor and the stator is plural. Thus, means for supplying electric power to the stator in a state in which the rotation of the rotating shaft is restricted and the fastening member is loosened is included. The detecting means includes means for detecting unbalance amounts corresponding to a plurality of phase angles when the rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed in a state where the fastening member is fastened. The correcting means is configured to limit the rotation of the rotating shaft so that the phase angle between the rotor and the stator is a phase angle corresponding to the smallest unbalance amount among a plurality of predetermined phase angles. And means for supplying power to the stator to correct the unbalanced state with the fastening member loosened.

第3の発明によると、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態で回転子と固定子との位相角度が調整される。これにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。   According to the third invention, the phase between the rotor and the stator in a state where the rotation of the rotary shaft is limited so as to be the phase angle corresponding to the smallest unbalance amount among a plurality of predetermined phase angles. The angle is adjusted. Thereby, the phase of a rotating shaft and a rotor can be changed. In particular, by setting the phase angle corresponding to the smallest unbalance amount, it is possible to change the manner of stacking parallelism so that the unbalanced state is improved.

第4の発明に係る電動過給機のバランス修正装置は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正装置は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させるための供給手段と、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。   An electric supercharger balance correcting device according to a fourth aspect of the invention is a balance correcting device for correcting an unbalanced state of a rotating shaft of the electric supercharger. A compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft. The electric supercharger includes a rotor whose position in a direction orthogonal to the rotation axis is fixed by a fastening force of a fastening member with respect to the rotary shaft, and a stator fixed to the casing of the electric supercharger. Includes rotating electrical machinery. This balance correction device supplies power to the stator to rotate the rotor, and the unbalance amount of the rotary shaft when the rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed. Detection means for detecting and correction means for correcting the unbalanced state by changing the clearance between the rotating shaft and the rotor in a state where the fastening of the fastening member is loosened based on the detected unbalance amount Including.

第4の発明によると、修正手段は、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機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バランス修正装置を提供することができる。   According to the fourth invention, the correcting means changes the clearance between the rotating shaft and the rotor in a state in which the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount of the rotating shaft, thereby causing the unbalanced state. To correct. For example, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is restricted, only the rotor can be moved in a direction orthogonal to the rotating shaft while the position of the rotating shaft is restricted. Therefore, the clearance between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Accordingly, by changing the clearance between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled. Therefore, it is possible to provide a balance correcting device that corrects the unbalanced state in a short time without disassembling the electric supercharger.

第5の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第4の発明の構成に加えて、回転シャフトは、回転子を貫通して設けられる。修正手段は、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して、回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフトの外径と回転子の内径とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正するための手段を含む。   In the balance correcting apparatus for an electric supercharger according to the fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fourth aspect of the invention, the rotating shaft is provided through the rotor. The correction means supplies power to the stator in a state in which the rotation of the rotating shaft is restricted, and moves the rotor in a direction perpendicular to the rotating shaft, thereby reducing the outer diameter of the rotating shaft and the inner diameter of the rotor. Means are included for changing the clearance to correct the imbalance condition.

第5の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。   According to the fifth invention, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is restricted, only the rotor can be moved in a direction orthogonal to the rotating shaft while the position of the rotating shaft is restricted. Therefore, the clearance between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Accordingly, by changing the clearance between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled.

第6の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第5の発明の構成に加えて、回転子は2つの磁極を有する。バランス修正装置は、回転子の回転角度を検知するための角度検知手段をさらに含む。供給手段は、検知された回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、締結部材が締結された状態で、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、固定子に電力を供給するための手段を含む。   In the balance correction apparatus for an electric supercharger according to the sixth invention, in addition to the configuration of the fifth invention, the rotor has two magnetic poles. The balance correction device further includes angle detection means for detecting the rotation angle of the rotor. When the detected rotation angle of the rotor is an angle at which the rotor magnetic pole boundary portion and the stator magnetic pole face each other, the boundary portion in the state where the fastening member is fastened. Includes means for supplying power to the stator so that it rotates at an angle that does not oppose the stator poles.

第6の発明によると、回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係になる角度であると、対向する固定子の磁極に発生する磁力により回転子を回転軸に直交する方向に移動させることができない場合がある。そこで、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度になるように回転子を回転させることにより、回転子を確実に回転軸に直交する方向に移動させることができる。   According to the sixth invention, when the rotation angle of the rotor is such that the boundary portion between the magnetic poles of the rotor and the magnetic poles of the stator face each other, the magnetic force generated at the opposing magnetic poles of the stator In some cases, the rotor cannot be moved in a direction perpendicular to the rotation axis. Therefore, by rotating the rotor so that the boundary portion is at an angle that does not face the magnetic pole of the stator, the rotor can be reliably moved in the direction perpendicular to the rotation axis.

第7の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、回転シャフトの両端部に対向して設けられ、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するための変位検知手段を含む。   In the balance correcting device for an electric supercharger according to the seventh invention, in addition to the configuration of any one of the first to sixth inventions, the detecting means is provided to face both ends of the rotating shaft, and the rotating shaft Displacement detecting means for detecting the amount of displacement in the direction perpendicular to the rotation axis is included.

第7の発明によると、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を回転シャフトの両端部において検知することにより、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the amount of displacement in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotation shaft is detected at both ends of the rotation shaft, so that the rotation shaft is unaffected by the natural frequency of the electric supercharger. The balance amount can be accurately detected.

第8の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第1〜6のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、電動過給機の筐体に設けられ、電動過給機に生じた振動を検知するための振動検知手段を含む。   In the electric turbocharger balance correcting apparatus according to the eighth invention, in addition to the configuration of any one of the first to sixth inventions, the detecting means is provided in the casing of the electric supercharger, Vibration detecting means for detecting vibration generated in the machine is included.

第8の発明によると、電動過給機に生じた振動を検知することにより、回転シャフトに検知装置を直接設けることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。   According to the eighth invention, by detecting vibration generated in the electric supercharger, it is possible to accurately detect the unbalance amount of the rotating shaft without directly providing a detecting device on the rotating shaft.

第9の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正方法は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させる供給ステップと、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。   A balance correcting method for an electric supercharger according to a ninth aspect of the invention is a balance correcting method for correcting an unbalanced state of a rotating shaft of the electric supercharger. A compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft. The electric supercharger is a rotating electric machine composed of a rotor whose position around the rotation axis is fixed by a fastening force of a fastening member with respect to the rotation shaft, and a stator fixed to the casing of the electric supercharger. Including. In this balance correction method, an electric power is supplied to the stator to rotate the rotor, and an unbalance amount of the rotary shaft when the rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed is detected. A detecting step and a correcting step of correcting the unbalanced state by changing the phase of the rotating shaft and the rotor in a state where the fastening of the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount.

第9の発明によると、修正ステップは、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機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バランス修正方法を提供することができる。   According to the ninth invention, the correcting step changes the phase between the rotating shaft and the rotor in a state in which the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount of the rotating shaft, thereby causing an unbalanced state. To correct. For example, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is limited, only the rotor can be rotated. Therefore, the phase between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Therefore, by changing the phase between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled. Therefore, it is possible to provide a balance correction method for correcting the unbalanced state in a short time without disassembling the electric supercharger.

第10の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第9の発明の構成に加えて、修正ステップは、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して回転子を回転させることにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するステップを含む。   In the electric turbocharger balance correction method according to the tenth aspect of the invention, in addition to the configuration of the ninth aspect of the invention, in the correction step, the rotation is performed by supplying electric power to the stator while limiting the rotation of the rotary shaft. The step of changing the phase of the rotating shaft and the rotor by rotating the rotor to correct the unbalanced state is included.

第10の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。   According to the tenth invention, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is restricted, only the rotor can be rotated. Therefore, the phase between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Therefore, by changing the phase between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled.

第11の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第10の発明の構成に加えて、供給ステップは、回転子と固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給するステップを含む。検知ステップは、締結部材が締結された状態で、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するステップを含む。修正ステップは、回転子と固定子との位相角度が、複数の予め定められた位相角度のうち、検知されたアンバランス量が最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給して、アンバランス状態を修正するステップを含む。   In the electric turbocharger balance correction method according to the eleventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the tenth aspect of the invention, the supply step includes a plurality of predetermined phase angles between the rotor and the stator. Thus, the method includes the step of supplying electric power to the stator in a state in which the rotation of the rotating shaft is restricted and the fastening of the fastening member is loosened. The detecting step includes a step of respectively detecting unbalance amounts corresponding to a plurality of phase angles when the number of rotations of the rotating shaft is a predetermined number of rotations with the fastening member being fastened. The correction step includes rotating the shaft so that the phase angle between the rotor and the stator becomes a phase angle corresponding to the smallest unbalance amount detected among a plurality of predetermined phase angles. The method includes a step of supplying electric power to the stator to correct the unbalanced state in a state where the rotation of the fastening member is restricted and the fastening of the fastening member is loosened.

第11の発明によると、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態で回転子と固定子との位相角度が調整される。これにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。   According to the eleventh invention, the phase between the rotor and the stator in a state where the rotation of the rotary shaft is limited so as to be the phase angle corresponding to the smallest unbalance amount among a plurality of predetermined phase angles. The angle is adjusted. Thereby, the phase of a rotating shaft and a rotor can be changed. In particular, by setting the phase angle corresponding to the smallest unbalance amount, it is possible to change the manner of stacking parallelism so that the unbalanced state is improved.

第12の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正方法は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させる供給ステップと、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。   A balance correcting method for an electric supercharger according to a twelfth aspect of the invention is a balance correcting method for correcting an unbalanced state of a rotating shaft of the electric supercharger. A compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft. The electric supercharger includes a rotor whose position in a direction orthogonal to the rotation axis is fixed by a fastening force of a fastening member with respect to the rotary shaft, and a stator fixed to the casing of the electric supercharger. Includes rotating electrical machinery. In this balance correction method, an electric power is supplied to the stator to rotate the rotor, and an unbalance amount of the rotary shaft when the rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed is detected. A detecting step and a correcting step of correcting the unbalanced state by changing a clearance between the rotating shaft and the rotor in a state where the fastening of the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount.

第12の発明によると、修正ステップは、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機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バランス修正方法を提供することができる。   According to the twelfth invention, the correcting step changes the clearance between the rotating shaft and the rotor in a state in which the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount of the rotating shaft, so that the unbalanced state is obtained. To correct. For example, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is restricted, only the rotor can be moved in a direction orthogonal to the rotating shaft while the position of the rotating shaft is restricted. Therefore, the clearance between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Accordingly, by changing the clearance between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled. Therefore, it is possible to provide a balance correction method for correcting the unbalanced state in a short time without disassembling the electric supercharger.

第13の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第12の発明の構成に加えて、回転シャフトは、回転子を貫通して設けられる。修正ステップは、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して、回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフトの外径と回転子の内径との間のクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正するステップを含む。   In the balance correcting method for the electric supercharger according to the thirteenth invention, in addition to the configuration of the twelfth invention, the rotating shaft is provided through the rotor. In the correction step, power is supplied to the stator in a state in which the rotation of the rotating shaft is limited, and the rotor is moved in a direction perpendicular to the rotating shaft, whereby the outer diameter of the rotating shaft and the inner diameter of the rotor are reduced. The step of correcting the unbalanced state by changing the clearance between them.

第13の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。   According to the thirteenth invention, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is restricted, only the rotor can be moved in a direction orthogonal to the rotating shaft while the position of the rotating shaft is restricted. Therefore, the clearance between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft is caused by the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Accordingly, by changing the clearance between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Further, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the fastening of the fastening member without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled.

第14の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、第13の発明の構成に加えて、回転子は2つの磁極を有する。バランス修正方法は、回転子の回転角度を検知する角度検知ステップをさらに含む。供給ステップは、検知された回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、締結部材が締結された状態で、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、固定子に電力を供給するステップを含む。   In addition to the configuration of the thirteenth invention, the balance correction method for the electric supercharger according to the fourteenth invention has two magnetic poles. The balance correction method further includes an angle detection step of detecting the rotation angle of the rotor. In the supplying step, when the detected rotation angle of the rotor is an angle at which the rotor magnetic pole boundary and the stator magnetic pole face each other, the boundary portion is in a state where the fastening member is fastened. Supplying power to the stator so that it rotates at an angle that does not oppose the stator poles.

第14の発明によると、回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係になる角度であると、対向する固定子の磁極に発生する磁力により回転子を回転軸に直交する方向に移動させることができない場合がある。そこで、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度になるように回転子を回転させることにより、回転子を確実に回転軸に直交する方向に移動させることができる。   According to the fourteenth aspect of the invention, when the rotation angle of the rotor is such that the rotor magnetic pole boundary and the stator magnetic pole face each other, the magnetic force generated by the opposing stator magnetic poles In some cases, the rotor cannot be moved in a direction perpendicular to the rotation axis. Therefore, by rotating the rotor so that the boundary portion is at an angle that does not face the magnetic pole of the stator, the rotor can be reliably moved in the direction perpendicular to the rotation axis.

第15の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第9〜14のいずれかの発明の構成に加えて、検知ステップは、回転シャフトの両端部に対向して設けられた変位検知センサにより、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するステップを含む。   In the electric turbocharger balance correction method according to the fifteenth aspect of the invention, in addition to the configuration of any of the ninth to fourteenth aspects, the detection step includes a displacement detection provided opposite to both ends of the rotating shaft. The method includes detecting a displacement amount in a direction orthogonal to the rotation axis of the rotation shaft by the sensor.

第15の発明によると、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を回転シャフトの両端部において検知することにより、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。   According to the fifteenth aspect of the present invention, the amount of displacement in the direction orthogonal to the rotation axis of the rotation shaft is detected at both ends of the rotation shaft, so that the rotation shaft is unaffected by the natural frequency of the electric supercharger. The balance amount can be accurately detected.

第16の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第9〜14のいずれかの発明の構成に加えて、検知ステップは、電動過給機の筐体に設けられた加速度ピックアップセンサにより、電動過給機に生じた振動を検知するステップを含む。   In the electric turbocharger balance correcting method according to the sixteenth aspect of the invention, in addition to the configuration of any of the ninth to fourteenth aspects of the invention, the detecting step includes an acceleration pickup sensor provided in the casing of the electric supercharger. By this, the step which detects the vibration which arose in the electric supercharger is included.

第16の発明によると、電動過給機に生じた振動を検知することにより、回転シャフトに検知装置を直接設けることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。   According to the sixteenth invention, by detecting vibration generated in the electric supercharger, it is possible to accurately detect the unbalance amount of the rotating shaft without directly providing a detecting device on the rotating shaft.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<第1の実施の形態>
図1に示すように、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、電動過給機216と、カバー108,110と、回転数センサ116と、加速度ピックアップセンサ104,106と、直流電源100と、インバータ102と、変位検知センサ112,114とから構成される。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the electric turbocharger balance correction apparatus according to the present embodiment includes an electric supercharger 216, covers 108 and 110, a rotation speed sensor 116, acceleration pickup sensors 104 and 106, A DC power supply 100, an inverter 102, and displacement detection sensors 112 and 114 are configured.

電動過給機216は、バランス修正時においては、コンプレッサハウジングもタービンハウジングも取り外された状態であるか、あるいは、未だいずれも組み付けられていない状態である。   At the time of balance correction, the electric supercharger 216 is in a state in which neither the compressor housing nor the turbine housing has been removed, or in a state in which neither has been assembled yet.

バランス修正時における電動過給機216は、ハウジング230と、回転シャフト210と、ラジアルベアリング222,224と、ロータ214と、ステータ234と、スラストベアリング228と、スペーサ238と、カラー232と、コンプレッサホイール206と、タービンホイール208と、ナット236とから構成される。   The electric supercharger 216 at the time of balance correction includes a housing 230, a rotating shaft 210, radial bearings 222 and 224, a rotor 214, a stator 234, a thrust bearing 228, a spacer 238, a collar 232, and a compressor wheel. 206, a turbine wheel 208, and a nut 236.

ハウジング230は、中空円筒形状を有し、ハウジング230の内周部には、ステータ234がたとえば、ボルトの締結により固定される。ステータ234には、回転軸に平行な方向に沿ってスロットとティースとが形成される。各ティースには、予め定められた回数だけ輪状に巻回されたコイルが設けられる。ロータ214は、外周面がステータ234のティースと対向する位置になるように回転シャフト210に固定される。   The housing 230 has a hollow cylindrical shape, and the stator 234 is fixed to the inner peripheral portion of the housing 230 by fastening bolts, for example. The stator 234 is formed with slots and teeth along a direction parallel to the rotation axis. Each tooth is provided with a coil wound in a ring shape a predetermined number of times. The rotor 214 is fixed to the rotating shaft 210 so that the outer peripheral surface thereof is at a position facing the teeth of the stator 234.

回転シャフト210は、ハウジング230の中心軸に沿って、ハウジング230を貫通するように設けられる。回転シャフト210は、一方端のタービンホイール208と一体的に形成される形状を有する。なお、回転シャフト210とタービンホイール208とは別体で形成されて、ボルトあるいはナット等により締結されるようにしてもよい。   The rotating shaft 210 is provided so as to penetrate the housing 230 along the central axis of the housing 230. The rotating shaft 210 has a shape formed integrally with the turbine wheel 208 at one end. The rotating shaft 210 and the turbine wheel 208 may be formed separately and fastened with bolts or nuts.

回転シャフト210には、ロータ214、スペーサ238、カラー232、スラストベアリング228およびコンプレッサホイール206が設けられる。上述した構成部品は、回転シャフト210に組み付けられた後に、ナット236が締結されることにより回転軸周りおよび回転軸に直交する方向の位置が固定される。ロータ214とコンプレッサホイール206とは、ナット236の締結力により、回転シャフト210の回転軸周りの相対位置が固定される。また、回転シャフト210のタービン側の端部には、円筒形状の突起部240が形成される。また、回転シャフト210のタービンホイール208には、タービンホイール208の回転を制限可能な回転制限装置272が設けられる。回転制限装置272は、後述するPC(Personal Computer)118の制御信号に応じて、タービンホイール208の回転を制限したり、タービンホイール208の回転制限を解除したりする。   The rotating shaft 210 is provided with a rotor 214, a spacer 238, a collar 232, a thrust bearing 228, and a compressor wheel 206. After the components described above are assembled to the rotary shaft 210, the nut 236 is fastened to fix the position around the rotation axis and in the direction perpendicular to the rotation axis. The relative positions of the rotor 214 and the compressor wheel 206 around the rotation axis of the rotation shaft 210 are fixed by the fastening force of the nut 236. A cylindrical projection 240 is formed at the end of the rotating shaft 210 on the turbine side. The turbine wheel 208 of the rotary shaft 210 is provided with a rotation limiting device 272 that can limit the rotation of the turbine wheel 208. The rotation limiting device 272 limits the rotation of the turbine wheel 208 or cancels the rotation limitation of the turbine wheel 208 in accordance with a control signal of a PC (Personal Computer) 118 described later.

また、ロータ214には、永久磁石(図示せず)が設けられる。たとえば、本実施の形態において電動過給機216として2相の交流モータが用いられる場合において、ロータ214は、N極およびS極の2極を有する永久磁石から構成される。   The rotor 214 is provided with a permanent magnet (not shown). For example, when a two-phase AC motor is used as electric supercharger 216 in the present embodiment, rotor 214 is composed of a permanent magnet having two poles, N pole and S pole.

スペーサ238とカラー232とは、それぞれ回転軸方向に予め定められた長さを有する中空円筒形状に形成される。スペーサ238およびカラー232の内周部分は、回転シャフト210の軸部分が挿入可能になるように形成される。スペーサ238とカラー232とは、コンプレッサホイール206およびロータ214の軸方向の位置を制限する部材である。スペーサ238とカラー232との間には、スラストベアリング228が設けられる。   The spacer 238 and the collar 232 are each formed in a hollow cylindrical shape having a predetermined length in the rotation axis direction. The inner peripheral portions of the spacer 238 and the collar 232 are formed so that the shaft portion of the rotating shaft 210 can be inserted. The spacer 238 and the collar 232 are members that limit the axial positions of the compressor wheel 206 and the rotor 214. A thrust bearing 228 is provided between the spacer 238 and the collar 232.

ラジアルベアリング222,224は、回転中心が回転軸と一致するようにハウジング230に固定される。特に固定方法は限定されるものではないが、たとえば、ラジアルベアリング222,224がそれぞれハウジング230の予め定められた位置に圧入されるなどして固定される。ラジアルベアリング222は、回転シャフト210のタービンホイール208側の軸部分を回転自在に支持する。ラジアルベアリング224はスペーサ238を介して回転シャフト210のコンプレッサホイール206側の軸部分を回転自在に支持する。   The radial bearings 222 and 224 are fixed to the housing 230 so that the center of rotation coincides with the rotation axis. Although the fixing method is not particularly limited, for example, the radial bearings 222 and 224 are fixed by being press-fitted into predetermined positions of the housing 230, for example. The radial bearing 222 rotatably supports the shaft portion of the rotating shaft 210 on the turbine wheel 208 side. The radial bearing 224 supports the shaft portion of the rotary shaft 210 on the compressor wheel 206 side via a spacer 238 so as to be rotatable.

ハウジング230の外周面には、加速度ピックアップセンサ104,106が設けられる。加速度ピックアップセンサ104,106は、電動過給機216との接触部位の加速度を検知することにより、電動過給機216に生じている振動を検知するセンサである。加速度ピックアップセンサ104,106において検知された加速度を示す信号は、PC118に送信される。PC118は、CPU(図示せず)およびメモリ(図示せず)を含み、各種センサから取得された情報に基づいてプログラムを実行する。本実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の動作は、PC118により実行されるプログラムにより実現される。   Acceleration pickup sensors 104 and 106 are provided on the outer peripheral surface of the housing 230. The acceleration pickup sensors 104 and 106 are sensors that detect vibration generated in the electric supercharger 216 by detecting the acceleration of the contact portion with the electric supercharger 216. A signal indicating the acceleration detected by the acceleration pickup sensors 104 and 106 is transmitted to the PC 118. The PC 118 includes a CPU (not shown) and a memory (not shown), and executes a program based on information acquired from various sensors. The operation of the balance correction device of electric supercharger 216 according to the present embodiment is realized by a program executed by PC 118.

さらに、回転シャフト210のコンプレッサホイール206側には、回転シャフト210の回転数を検知する回転数センサ116が設けられる。回転数センサ116は、回転シャフト210の軸部分、ナット236およびコンプレッサホイール206のうちのいずれかに対向して設けられ、回転数を検知する。検知された回転数を示す信号は、PC118に送信される。   Further, a rotation speed sensor 116 that detects the rotation speed of the rotation shaft 210 is provided on the compressor wheel 206 side of the rotation shaft 210. The rotation speed sensor 116 is provided to face any one of the shaft portion of the rotation shaft 210, the nut 236, and the compressor wheel 206, and detects the rotation speed. A signal indicating the detected number of rotations is transmitted to the PC 118.

さらに、変位検知センサ112,114がカバー108,110を回転軸に直交する方向から貫通するように設けられる。変位検知センサ112は、上述した回転シャフト210の円筒形状の突起部240の外周面に対向するように設けられる。変位検知センサ112は、突起部240との距離、すなわち、回転軸に直交する方向における突起部240の変位量を検知して、検知された変位量を表す信号PC118に送信する。   Furthermore, the displacement detection sensors 112 and 114 are provided so as to penetrate the covers 108 and 110 from the direction orthogonal to the rotation axis. The displacement detection sensor 112 is provided so as to face the outer peripheral surface of the cylindrical protrusion 240 of the rotary shaft 210 described above. The displacement detection sensor 112 detects the distance from the protrusion 240, that is, the amount of displacement of the protrusion 240 in the direction orthogonal to the rotation axis, and transmits it to the signal PC 118 representing the detected amount of displacement.

また、変位検知センサ114は、コンプレッサ側端部の軸部分の外周面に対向するように設けられる。変位検知センサ114は、回転シャフト210の軸部分との距離、すなわち、回転軸に直交する方向における軸部分の変位量を検知して、検知された変位量を表す信号をPC118に送信する。変位検知センサ112,114は、たとえば、ギャップセンサである。   The displacement detection sensor 114 is provided so as to face the outer peripheral surface of the shaft portion at the compressor side end. The displacement detection sensor 114 detects the distance from the shaft portion of the rotating shaft 210, that is, the displacement amount of the shaft portion in the direction orthogonal to the rotation axis, and transmits a signal representing the detected displacement amount to the PC 118. The displacement detection sensors 112 and 114 are gap sensors, for example.

ステータ234に巻回されたコイルには、直流電源100からインバータ102を介して電力が供給される。インバータ102は、直流電源100から供給される直流電力を交流電力に変換する。ステータ234に巻回されたコイルに供給される電力量(以下、通電量ともいう)は、PC118がインバータ102を介して制御する。   Power is supplied to the coil wound around the stator 234 from the DC power supply 100 via the inverter 102. The inverter 102 converts DC power supplied from the DC power supply 100 into AC power. The PC 118 controls the amount of power supplied to the coil wound around the stator 234 (hereinafter also referred to as energization amount) via the inverter 102.

さらに、本実施の形態において、電動過給機216のコンプレッサ側には、コンプレッサホイール206の周囲を覆うカバー108が設けられる。また、電動過給機216のタービン側には、タービンホイール208の周囲を覆うカバー110が設けられる。   Further, in the present embodiment, a cover 108 that covers the periphery of the compressor wheel 206 is provided on the compressor side of the electric supercharger 216. A cover 110 that covers the periphery of the turbine wheel 208 is provided on the turbine side of the electric supercharger 216.

カバー108,110は、コンプレッサホイール206およびタービンホイール208が回転する際に、発生する空気の圧力変化に対しても形状が変化しない剛性を有する材質であれば、特に材質は限定されるものではないが、たとえば、ジュラルミン等の金属により形成されてもよいし、樹脂により形成されてもよいものとする。   The materials of the covers 108 and 110 are not particularly limited as long as the materials are rigid so that the shape does not change even when the compressor wheel 206 and the turbine wheel 208 rotate, even when the pressure of the generated air changes. However, for example, it may be formed of a metal such as duralumin or may be formed of a resin.

カバー108は、ハウジング230側を除くコンプレッサホイール206の全周を覆うように形成される。また、カバー110は、ハウジング230側を除くタービンホイール208の全周を覆うように形成される。カバー108,110には、それぞれ回転軸周りの一部に開口部268,270が形成される。回転軸周りに形成される開口部268,270の形状は特に限定されるものではなく、たとえば、矩形形状であってもよいし、楕円あるいは円形状であってもよいものとする。さらに、カバー108,110には、それぞれ軸方向に貫通する貫通穴が形成される。貫通穴には、図示しないNC(Numerical Control)工作機械のエンドミルが挿入され、ナット236あるいはタービンホイール208の一部分を切削することにより、本発明によるバランス修正後の最終的なバランス調整が行なわれる。   The cover 108 is formed so as to cover the entire circumference of the compressor wheel 206 excluding the housing 230 side. The cover 110 is formed so as to cover the entire circumference of the turbine wheel 208 except for the housing 230 side. Openings 268 and 270 are formed in parts of the covers 108 and 110 around the rotation axis, respectively. The shape of the openings 268 and 270 formed around the rotation axis is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular shape, an ellipse, or a circular shape. Further, the covers 108 and 110 are each formed with a through hole penetrating in the axial direction. An end mill of an NC (Numerical Control) machine tool (not shown) is inserted into the through hole, and the nut 236 or a part of the turbine wheel 208 is cut, so that the final balance adjustment after the balance correction according to the present invention is performed.

次に、エンジン(図示せず)に搭載された電動過給機216の構成および動作について説明する。エンジンに搭載された電動過給機216は、図2に示すように、ハウジング230の回転軸方向の両端側にコンプレッサハウジング202とタービンハウジング204とが設けられる。   Next, the configuration and operation of the electric supercharger 216 mounted on the engine (not shown) will be described. As shown in FIG. 2, the electric supercharger 216 mounted on the engine is provided with a compressor housing 202 and a turbine housing 204 on both ends in the rotation axis direction of the housing 230.

コンプレッサハウジング202は、回転軸方向に開口部が形成され、エアクリーナからの空気が流入される。また、コンプレッサハウジング202の回転軸周りには、一方端がインタークーラ(図示せず)に接続される吸気通路の他方端が接続される。すなわち、回転シャフト210が回転することにより、エアクリーナから流入した空気が圧縮されてインタークーラに送出される。   The compressor housing 202 is formed with an opening in the direction of the rotation axis, and the air from the air cleaner is introduced into the compressor housing 202. Further, around the rotation axis of the compressor housing 202, the other end of an intake passage whose one end is connected to an intercooler (not shown) is connected. That is, as the rotating shaft 210 rotates, the air flowing in from the air cleaner is compressed and sent to the intercooler.

タービンハウジング204の回転軸周りには、一方端がエキゾーストマニホールド(図示せず)に接続される排気通路の他方端が接続される。タービンハウジング204は、回転軸方向に開口部が形成され、一方端が触媒に接続される排気管の他方端が接続される。   Around the rotating shaft of the turbine housing 204, the other end of the exhaust passage, one end of which is connected to an exhaust manifold (not shown), is connected. The turbine housing 204 is connected to the other end of the exhaust pipe in which an opening is formed in the rotation axis direction and one end is connected to the catalyst.

以上のような構成を有する電動過給機216の作動時においては、エンジンの内部で、燃料と混合された空気が燃焼された後、排気ガスは、排気通路からタービンハウジング204内に導かれる。排気ガスはそこでタービンホイール208を回転させ、その回転力が回転シャフト210に伝達される。その後、排気ガスは、排気管を流通して、触媒に導かれる。触媒に導かれた排気ガスは、浄化された状態で車外へ排出される。   During the operation of the electric supercharger 216 having the above-described configuration, after the air mixed with fuel is combusted inside the engine, the exhaust gas is guided into the turbine housing 204 from the exhaust passage. The exhaust gas then rotates the turbine wheel 208 and its rotational force is transmitted to the rotating shaft 210. Thereafter, the exhaust gas flows through the exhaust pipe and is guided to the catalyst. The exhaust gas led to the catalyst is discharged out of the vehicle in a purified state.

一方、エンジンに供給するため車外より吸入された空気は、エアクリーナによってろ過された後、吸気通路を流通して、コンプレッサハウジング202内に導かれる。空気は回転シャフト210と一体となって回転するコンプレッサホイール206によって圧縮(過給)される。圧縮された空気は、インタークーラに導かれ、冷却された状態でエンジンの吸気通路を介して燃焼室に吸入される。   On the other hand, the air taken from outside the vehicle to be supplied to the engine is filtered by an air cleaner, then flows through the intake passage and is guided into the compressor housing 202. The air is compressed (supercharged) by a compressor wheel 206 that rotates integrally with the rotary shaft 210. The compressed air is guided to the intercooler, and is sucked into the combustion chamber through the intake passage of the engine in a cooled state.

また、エンジンの低回転域においては、コンプレッサハウジング202内で圧縮された空気が所望の過給圧に到達しない場合(たとえば、エンジンの回転数が予め定められた回転数以下である場合)には、ステータ234に巻回されたコイルに電力を供給することにより、回転シャフト210が回転して、コンプレッサハウジング202内の過給圧が強制的に上昇するように制御される。   Further, when the air compressed in the compressor housing 202 does not reach a desired boost pressure in the low engine speed range (for example, when the engine speed is equal to or lower than a predetermined engine speed). By supplying electric power to the coil wound around the stator 234, the rotation shaft 210 is rotated, and the supercharging pressure in the compressor housing 202 is controlled to be forcibly increased.

図3に、回転電機を有しない過給機300を示す。回転シャフト310は、過給機300のハウジング330に固定されたラジアルベアリング322,324およびスラストベアリング328により回転自在に支持される。回転シャフト310の一方端には、タービンホイール308が一体的に形成される。回転シャフト310の他方端には、カラー332、スラストベアリング328およびコンプレッサタービン306が挿入された状態でナット336により締結されて構成される。また、過給機300のコンプレッサ側には、コンプレッサハウジング302が設けられ、過給機300のタービン側には、タービンハウジング304が設けられる。   FIG. 3 shows a supercharger 300 that does not have a rotating electrical machine. The rotating shaft 310 is rotatably supported by radial bearings 322 and 324 and a thrust bearing 328 fixed to the housing 330 of the supercharger 300. A turbine wheel 308 is integrally formed at one end of the rotating shaft 310. At the other end of the rotating shaft 310, a collar 332, a thrust bearing 328, and a compressor turbine 306 are inserted and fastened by a nut 336. A compressor housing 302 is provided on the compressor side of the supercharger 300, and a turbine housing 304 is provided on the turbine side of the supercharger 300.

ナット336による締結力に対しては、スラストベアリング328のタービン側への移動を制限する段差部分350が受け面となる。ナット336および段差部分350によりスラストベアリング328、カラー332およびコンプレッサホイール306を挟持することにより、コンプレッサホイール306が回転シャフト310に対して位置決めされる。   With respect to the fastening force by the nut 336, the stepped portion 350 that restricts the movement of the thrust bearing 328 to the turbine side serves as a receiving surface. By sandwiching the thrust bearing 328, the collar 332, and the compressor wheel 306 by the nut 336 and the stepped portion 350, the compressor wheel 306 is positioned with respect to the rotating shaft 310.

回転電機を有しない過給機300においては、回転シャフト310に固定される構成部品がコンプレッサ側に集中しているため、回転シャフト310のシャフト曲がりは、図3の太線に示すように、コンプレッサ側で大きく、タービン側の曲がりは少ない。   In the supercharger 300 that does not have a rotating electrical machine, the components fixed to the rotating shaft 310 are concentrated on the compressor side, so that the shaft bending of the rotating shaft 310 is on the compressor side as shown by the thick line in FIG. Large and less bent on the turbine side.

このような回転シャフト310のシャフト曲がりは、図4(A)に示すように、コンプレッサホイール306、カラー332の軸方向の端面同士の平行度の積み重ねにより回転シャフトがアンバランス状態になることにより生じる。   Such shaft bending of the rotating shaft 310 is caused by the unbalanced state of the rotating shaft due to the parallelism of the axial end surfaces of the compressor wheel 306 and the collar 332 as shown in FIG. 4A. .

そこで、ナット336を緩めた状態でコンプレッサホイール306を回転させることにより、コンプレッサホイール306と回転シャフト310との位相を変化させることができる。すなわち、図4(B)に示すように、図4(A)に示す平行度の積み重ねの態様を変化させることにより、回転シャフト310のアンバランス状態を改善してシャフト曲がりを抑制することができる。   Therefore, the phase of the compressor wheel 306 and the rotating shaft 310 can be changed by rotating the compressor wheel 306 with the nut 336 loosened. That is, as shown in FIG. 4B, by changing the parallelism stacking mode shown in FIG. 4A, the unbalanced state of the rotating shaft 310 can be improved and the bending of the shaft can be suppressed. .

一方、図2に戻って、電動過給機216においては、回転シャフト210のラジアルベアリング222,224の間にロータ214が設けられる。ナット236の締結力に対しては、ロータ214のタービン側への移動を制限する段差部分280が受け面となる。すなわち、ナット236および段差部分280によりスラストベアリング228、カラー232、スペーサ238およびロータ214を挟持することにより、コンプレッサホイール206およびロータ214が回転シャフト210に対して位置決めされる。   On the other hand, returning to FIG. 2, in the electric supercharger 216, the rotor 214 is provided between the radial bearings 222 and 224 of the rotating shaft 210. For the fastening force of the nut 236, the stepped portion 280 that restricts the movement of the rotor 214 to the turbine side serves as a receiving surface. That is, the thrust wheel 228, the collar 232, the spacer 238, and the rotor 214 are sandwiched by the nut 236 and the stepped portion 280, so that the compressor wheel 206 and the rotor 214 are positioned with respect to the rotating shaft 210.

回転電機を有する電動過給機216においては、回転シャフト210に固定される構成部品がタービン側にまで設けられる。そのため、回転シャフト210のシャフト曲がりは、図2の太線に示すように、コンプレッサ側だけでなくタービン側でも大きい。   In the electric supercharger 216 having a rotating electric machine, components fixed to the rotating shaft 210 are provided up to the turbine side. Therefore, the shaft bending of the rotating shaft 210 is large not only on the compressor side but also on the turbine side, as shown by the thick line in FIG.

特に、タービンホイール208は、コンプレッサホイール206よりも質量が大きい傾向にあり、同じ偏心量でも回転シャフト210全体のアンバランス量に大きく影響する。また、回転シャフト210にロータ214が偏心して設けられることにより、アンバランス量が大きくなる場合がある。   In particular, the turbine wheel 208 tends to have a larger mass than the compressor wheel 206, and even if the eccentric amount is the same, the unbalance amount of the entire rotating shaft 210 is greatly affected. Further, since the rotor 214 is eccentrically provided on the rotating shaft 210, the unbalance amount may be increased.

回転シャフト210がアンバランス状態であることに対して、平行度の積み重ねの態様を変化させるため、コンプレッサホイール206と回転シャフト210との位相を変化させたとしても、コンプレッサ側のシャフト曲がりについて抑制することができるが、タービン側のシャフト曲がりについて抑制することはできない。   Even if the phase of the compressor wheel 206 and the rotating shaft 210 is changed in order to change the manner of parallelism stacking with respect to the unbalanced state of the rotating shaft 210, the shaft bending on the compressor side is suppressed. However, it is not possible to suppress the shaft bending on the turbine side.

また、タービン側のシャフト曲がりを抑制するため、スペーサ238あるいはロータ214と回転シャフト210との位相を変化させることも考えられるが、スペーサ238およびロータ214は、スラストベアリング228よりもタービン側に組み込まれるため、スペーサ238あるいはロータ214と回転シャフト210との位相を変化させるには、電動過給機216を分解する必要がある。   In order to suppress the bending of the shaft on the turbine side, it is conceivable to change the phase of the spacer 238 or the rotor 214 and the rotating shaft 210. However, the spacer 238 and the rotor 214 are incorporated on the turbine side of the thrust bearing 228. Therefore, in order to change the phase between the spacer 238 or the rotor 214 and the rotating shaft 210, it is necessary to disassemble the electric supercharger 216.

そこで、本発明は、バランス修正装置がアンバランス量に基づいて、ナット236の締結を緩めた状態で、回転シャフト210とロータ214との位相を変化させて、回転シャフト210のアンバランス状態を修正する点に特徴を有する。   Therefore, the present invention corrects the unbalanced state of the rotating shaft 210 by changing the phase between the rotating shaft 210 and the rotor 214 while the nut 236 is loosened based on the unbalanced amount. It is characterized in that

具体的には、回転シャフト210の回転が制限された状態で、ナット236の締結が緩められた後、ステータ234に電力が供給されてロータ214が回転することにより、回転シャフト210とロータ214との位相を変化させて、アンバランス状態が修正される。なお、回転シャフト210のバランス修正は、電動過給機216がエンジンに搭載される前に本発明に係るバランス修正装置により実施される。   Specifically, in a state where the rotation of the rotating shaft 210 is restricted, after the nut 236 is loosened, electric power is supplied to the stator 234 and the rotor 214 rotates, whereby the rotating shaft 210 and the rotor 214 The unbalanced state is corrected by changing the phase of. The balance correction of the rotating shaft 210 is performed by the balance correction device according to the present invention before the electric supercharger 216 is mounted on the engine.

本実施の形態においては、ナット236の締結が緩められた状態で、ロータ214の回転位置をステータ234に対して予め定められたロータ位置(1)〜(4)にそれぞれ相対位置が変更される。また、位置が変更される毎にナット236が締結されて、変更された位置における回転シャフト210のアンバランス量が検知される。   In the present embodiment, with the nut 236 tightened, the rotational position of the rotor 214 is changed to the predetermined rotor positions (1) to (4) with respect to the stator 234, respectively. . Further, each time the position is changed, the nut 236 is fastened, and the unbalance amount of the rotating shaft 210 at the changed position is detected.

ロータ位置の変更は、回転シャフト210の回転が制限された状態で、ステータ234に電力が供給されて、ロータ214だけが回転することにより行なわれる。なお、アンバランス量の検知は、ナット236が締結された状態で、回転シャフト210を予め定められた回転数まで上昇させて行なわれる。アンバランス量の検知は、本実施の形態においては、変位検知センサ112,114により回転シャフト210の端部の軸に直交する方向の変位量を検知することにより行なわれるとして説明するが、加速度ピックアップセンサ104,106によりハウジング230の振動特性(たとえば、振動の強度、周波数)を検知することにより行なわれてもよく、特に限定されるものではない。   The change of the rotor position is performed by supplying electric power to the stator 234 and rotating only the rotor 214 in a state where the rotation of the rotary shaft 210 is restricted. The unbalance amount is detected by raising the rotating shaft 210 to a predetermined number of rotations with the nut 236 being fastened. In the present embodiment, the detection of the unbalance amount is described as being performed by detecting the displacement amount in the direction orthogonal to the axis of the end of the rotary shaft 210 by the displacement detection sensors 112 and 114. However, the acceleration pickup It may be performed by detecting the vibration characteristics (for example, vibration intensity, frequency) of the housing 230 by the sensors 104 and 106, and is not particularly limited.

本実施の形態において、電動過給機216に設けられる回転電機は、図5に示すように、ロータ214と、ティース242,244,246,248およびコイル250,252,254,256を含むステータ234とから構成される2相の交流モータである。ロータ214は、N極とS極の2極の磁極を有する。また、ステータ234のステータコアには、ティース242,244,246,248が形成される。ティース242,244,246,248のそれぞれには、コイル250,252,254,256が巻回される。本実施の形態において、コイル250とコイル254とによりA相のコイルが形成される。また、コイル252とコイル256とによりB相のコイルが形成される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the rotating electrical machine provided in electric supercharger 216 includes a rotor 214, a stator 234 including teeth 242, 244, 246, 248 and coils 250, 252, 254, 256. Are two-phase AC motors. The rotor 214 has two magnetic poles, an N pole and an S pole. Further, teeth 242, 244, 246 and 248 are formed on the stator core of the stator 234. Coils 250, 252, 254, and 256 are wound around the teeth 242, 244, 246, and 248, respectively. In the present embodiment, coil 250 and coil 254 form an A-phase coil. Further, the coil 252 and the coil 256 form a B-phase coil.

A相のコイル250,254に電力が供給されるときに、図6(A)に示すように、ロータ214よりも紙面上方向に位置する、ティース242に巻回されたコイル250の、ロータ214に対向する側がS極になる場合を想定する。このとき、ロータ214よりも紙面下方向に位置する、ティース246に巻回されたコイル254の、ロータ214に対向する側は、N極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ214は、N極がティース242に対向し、S極がティース246に対向する位置になるように回転する。図6(A)に示す、ステータ234とロータ214との相対位置がロータ位置(1)である。   When electric power is supplied to the A-phase coils 250 and 254, as shown in FIG. 6A, the rotor 214 of the coil 250 wound around the teeth 242 located on the paper surface side of the rotor 214. Assume that the side facing the S pole is the S pole. At this time, the side facing the rotor 214 of the coil 254 wound around the tooth 246, which is positioned lower than the rotor 214 in the drawing, becomes the N pole. In this case, the rotor 214 rotates such that the N pole faces the teeth 242 and the S pole faces the teeth 246 by the formed magnetic flux flow. The relative position between the stator 234 and the rotor 214 shown in FIG. 6A is the rotor position (1).

B相のコイル252,256に電力が供給されるときに、図6(B)に示すように、ロータ214よりも紙面右方向に位置する、ティース244に巻回されたコイル252の、ロータ214に対向する側がS極になる場合を想定する。このとき、ロータ214よりも紙面左方向に位置する、ティース248に巻回されたコイル256の、ロータ214に対向する側は、N極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ214は、N極がティース244に対向し、S極がティース248に対向する位置になるように回転する。図6(B)に示す、ステータ234とロータ214との相対位置がロータ位置(2)である。   When electric power is supplied to the B-phase coils 252 and 256, as shown in FIG. 6B, the rotor 214 of the coil 252 wound around the teeth 244, which is positioned on the right side of the rotor 214 with respect to the paper surface. Assume that the side facing the S pole is the S pole. At this time, the side facing the rotor 214 of the coil 256 wound around the tooth 248 located on the left side of the paper with respect to the rotor 214 is an N pole. In this case, the rotor 214 rotates so that the N pole faces the teeth 244 and the S pole faces the teeth 248 by the formed magnetic flux flow. The relative position between the stator 234 and the rotor 214 shown in FIG. 6B is the rotor position (2).

A相のコイル250,254に電力が供給されるときに、図6(C)に示すように、ティース246に巻回されたコイル254の、ロータ214に対向する側がS極になる場合を想定する。このとき、ティース242に巻回されたコイル250の、ロータ214に対向する側がN極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ214は、N極がティース246に対向し、S極がティース242に対向する位置になるように回転する。図6(C)に示す、ステータ234とロータ214との相対位置がロータ位置(3)である。   When power is supplied to the A-phase coils 250 and 254, as shown in FIG. 6C, the case where the side facing the rotor 214 of the coil 254 wound around the tooth 246 becomes the S pole is assumed. To do. At this time, the side facing the rotor 214 of the coil 250 wound around the teeth 242 becomes the N pole. In this case, the rotor 214 rotates such that the N pole faces the teeth 246 and the S pole faces the teeth 242 by the formed magnetic flux flow. The relative position between the stator 234 and the rotor 214 shown in FIG. 6C is the rotor position (3).

B相のコイル252,256に電力が供給されるときに、図6(D)に示すように、ティース248に巻回されたコイル256の、ロータ214に対向する側がS極になる場合を想定する。このとき、ティース244に巻回されたコイル252の、ロータ214に対向する側は、N極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ214は、N極がティース248に対向し、S極がティース244に対向する位置になるように回転する。図6(D)に示す、ステータ234とロータ214との相対位置がロータ位置(4)である。   When power is supplied to the B-phase coils 252 and 256, as shown in FIG. 6D, it is assumed that the side of the coil 256 wound around the teeth 248 facing the rotor 214 becomes the S pole. To do. At this time, the side facing the rotor 214 of the coil 252 wound around the teeth 244 becomes the N pole. In this case, due to the flow of the formed magnetic flux, the rotor 214 rotates so that the N pole faces the teeth 248 and the S pole faces the teeth 244. The relative position between the stator 234 and the rotor 214 shown in FIG. 6D is the rotor position (4).

以下、図7を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。   Hereinafter, the procedure of balance correction in the balance correction device of the electric supercharger 216 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

なお、電動過給機216のアンバランス量の検知およびバランス修正は、電動過給機216が固定台等に固定されて、コンプレッサホイール206およびタービンホイール208の周囲にそれぞれカバー108,110が取り付けられた状態で実施されるものとする。カバー108,110は、アンバランス量の検知時に取り付けられていればよい。すなわち、カバー108,110の取り付けは、バランス修正前に作業者により行なわれてもよいし、PC118により制御されるカバー取り付け装置(図示せず)により行なわれてもよい。   Note that the unbalance amount detection and balance correction of the electric supercharger 216 are performed by fixing the electric supercharger 216 to a fixed base or the like, and attaching covers 108 and 110 around the compressor wheel 206 and the turbine wheel 208, respectively. It shall be carried out in the state. The covers 108 and 110 only need to be attached when the unbalance amount is detected. That is, the attachment of the covers 108 and 110 may be performed by an operator before the balance is corrected, or may be performed by a cover attaching device (not shown) controlled by the PC 118.

ステップ(以下、ステップをSと記載する)S100にて、PC118は、自然数iの値を初期値「1」に設定する。S102にて、PC118は、回転シャフト210の回転位置をロータ位置(i)に変更する。具体的には、回転シャフト210の回転が制限された状態で、ナット236の締結が緩められた後に、ステータ234に電力が供給される。   In step (hereinafter referred to as “S”) S100, PC 118 sets the value of natural number i to initial value “1”. In S102, PC 118 changes the rotational position of rotary shaft 210 to rotor position (i). Specifically, power is supplied to the stator 234 after the nut 236 is loosened while the rotation of the rotary shaft 210 is restricted.

PC118は、回転シャフト210の回転の制限をするように回転制限装置272を制御する。さらに、ナット236の締結は、回転シャフト210の回転が制限された状態でナット236が回転させられることにより緩められる。ナット236の締結は、PC118の制御信号に応じて自動締結装置(図示せず)により緩められる。なお、ナット236の締結は、作業者により緩められるようにしてもよい。   The PC 118 controls the rotation limiting device 272 so as to limit the rotation of the rotary shaft 210. Furthermore, the fastening of the nut 236 is loosened by rotating the nut 236 in a state where the rotation of the rotary shaft 210 is restricted. The fastening of the nut 236 is loosened by an automatic fastening device (not shown) according to the control signal of the PC 118. Note that the nut 236 may be tightened by an operator.

このとき、ロータ214は、図6(A)〜(D)に示したロータ位置(1)〜(4)のうちのいずれかの位置に回転させられた後、ナット236は、自動締結装置により再度締結される。たとえば、ロータ位置(1)になるようにロータ214を回転させる場合においては、ティース242に巻回されたコイル250の、ロータ214に対向する側がS極になるようにし、ティース246に巻回されたコイル254の、ロータ214に対向する側がN極になるようにA相のコイル250,254に電力が供給される。   At this time, after the rotor 214 is rotated to any one of the rotor positions (1) to (4) shown in FIGS. 6 (A) to (D), the nut 236 is moved by the automatic fastening device. It is concluded again. For example, when the rotor 214 is rotated so as to be at the rotor position (1), the coil 250 wound around the teeth 242 is wound around the teeth 246 so that the side facing the rotor 214 becomes the S pole. In addition, power is supplied to the A-phase coils 250 and 254 so that the side of the coil 254 facing the rotor 214 has N poles.

S104にて、PC118は、回転シャフト210の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ234に供給される電力を制御する。PC118は、回転数センサ116により検知される回転シャフト210の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ102を介してステータ234に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機216の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ234への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。   In S104, PC 118 controls the electric power supplied to stator 234 so that the rotational speed of rotary shaft 210 increases to a predetermined target rotational speed. The PC 118 controls the electric power supplied to the stator 234 via the inverter 102 so that the rotational speed of the rotary shaft 210 detected by the rotational speed sensor 116 is maintained at the target rotational speed. The predetermined target rotation speed is not particularly limited as long as it is the rotation speed in the actual use rotation speed region of the electric supercharger 216 and can be reached by supplying power to the stator 234. .

S106にて、PC118は、タービン側の振れ量r(i)を測定する。具体的には、回転シャフト210のタービンホイール208の端部に設けられた円筒形状240に対向するように設けられた変位検知センサ114により、振れ量r(i)が検知される。本実施の形態において、PC118は、予め定められた時間が経過するまで振れ量r(i)を検知した後、ロータ214の回転を停止するようにステータ234に供給される電力を制御する。なお、振れ量r(i)は、予め定められた時間が経過するまで測定された振れ量のうちの最大値あるいは平均値である。   In S106, PC 118 measures the amount of vibration r (i) on the turbine side. Specifically, the shake amount r (i) is detected by the displacement detection sensor 114 provided to face the cylindrical shape 240 provided at the end of the turbine wheel 208 of the rotating shaft 210. In the present embodiment, PC 118 controls the power supplied to stator 234 so as to stop the rotation of rotor 214 after detecting shake amount r (i) until a predetermined time elapses. The shake amount r (i) is a maximum value or an average value of the shake amounts measured until a predetermined time has elapsed.

S108にて、PC118は、iの値が「1」であるか否かを判断する。iの値が「1」であると判断されると(S108にてYES)、処理はS112に移される。もしそうでないと(S108にてNO)、処理はS110に移される。   In S108, PC 118 determines whether or not the value of i is “1”. If it is determined that the value of i is “1” (YES in S108), the process proceeds to S112. If not (NO in S108), the process proceeds to S110.

S110にて、PC118は、振れ量r(i−1)が振れ量r(i)よりも大きいか否かを判断する。振れ量r(i−1)が振れ量r(i)よりも大きいと(S110にてYES)、処理はS112に移される。もしそうでないと(S110にてNO)、処理はS114に移される。   In S110, the PC 118 determines whether or not the shake amount r (i-1) is larger than the shake amount r (i). If shake amount r (i-1) is larger than shake amount r (i) (YES in S110), the process proceeds to S112. If not (NO in S110), the process proceeds to S114.

S112にて、PC118は、Lo=iとする。S114にて、PC118は、iの値に1を加算する。S116にて、PC118は、iの値が「4」以上であるか否かを判断する。iの値が「4」以上であると(S116にてYES)、処理はS118に移される。もしそうでないと(S116にてNO)、処理はS102に移される。   In S112, PC 118 sets Lo = i. In S114, PC 118 adds 1 to the value of i. In S116, PC 118 determines whether the value of i is “4” or more. If the value of i is “4” or more (YES in S116), the process proceeds to S118. If not (NO in S116), the process proceeds to S102.

S118にて、PC118は、ロータ位置(Lo)に変更する。Loの値に対応したロータ位置への変更の手順については、S102にて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。   In S118, PC 118 changes to the rotor position (Lo). Since the procedure for changing to the rotor position corresponding to the Lo value is as described in S102, the detailed description thereof will not be repeated.

S120にて、PC118は、コンプレッサホイール206の位相変更処理を実施する。コンプレッサホイール206の位相変更処理において、変位検知センサ112によりコンプレッサ側の振れ量が検知される。検知された振れ量が予め定められた量以上であると、回転シャフト210の回転が制限された状態で、ナット236の締結を緩められる。この状態で、コンプレッサホイール206を回転させるなどして、回転シャフト210とコンプレッサホイール206との位相が変更される。   In S120, PC 118 performs a phase change process of compressor wheel 206. In the phase change processing of the compressor wheel 206, the displacement detection sensor 112 detects the amount of shake on the compressor side. When the detected shake amount is equal to or greater than a predetermined amount, the nut 236 can be loosened while the rotation of the rotary shaft 210 is restricted. In this state, the phase of the rotating shaft 210 and the compressor wheel 206 is changed by rotating the compressor wheel 206 or the like.

コンプレッサホイール206の位相変更処理後においては、ナット236が再度締結される。なお、位相変更処理後、再度コンプレッサ側の振れ量を測定するようにしてもよい。測定された振れ量が予め定められた量以上であれば、再度ナット236を緩めて、回転シャフト210とコンプレッサホイール206との位相を変更した後、ナット236を再度締結するようにしてもよい。   After the phase change process of the compressor wheel 206, the nut 236 is fastened again. Note that after the phase change process, the amount of shake on the compressor side may be measured again. If the measured shake amount is equal to or greater than a predetermined amount, the nut 236 may be loosened again to change the phase between the rotary shaft 210 and the compressor wheel 206, and then the nut 236 may be fastened again.

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作について説明する。   An operation of the balance correction device for the electric supercharger according to the present embodiment based on the structure and the flowchart as described above will be described.

コンプレッサハウジング202およびタービンハウジング204が取り付けられていない(あるいは、取り外された)状態で電動過給機216が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール206およびタービンホイール208の周囲を覆うカバー108,110がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト210のバランス修正が実施される。iの値は初期値「1」に設定され(S100)、ロータ214は、ロータ位置(1)に変更される(S102)。   The electric supercharger 216 is fixed to a fixed base or the like in a state where the compressor housing 202 and the turbine housing 204 are not attached (or removed). Further, covers 108 and 110 covering the periphery of the compressor wheel 206 and the turbine wheel 208 are attached by a cover attaching device. In such a state, the balance of the rotating shaft 210 is corrected. The value of i is set to the initial value “1” (S100), and the rotor 214 is changed to the rotor position (1) (S102).

直流電源100からインバータ102を介して交流電力がステータ234に供給されると、回転シャフト210の回転数は上昇する。回転数センサ116により検知された回転シャフト210の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇すると(S104)、変位検知センサ114によりタービン側の振れ量r(1)の測定が開始される(S106)。予め定められた時間が経過するまで振れ量r(1)が測定された後、回転シャフト210の回転が停止される。   When AC power is supplied from the DC power supply 100 to the stator 234 via the inverter 102, the rotational speed of the rotating shaft 210 increases. When the rotational speed of the rotating shaft 210 detected by the rotational speed sensor 116 rises to a predetermined target rotational speed (S104), the displacement detection sensor 114 starts measuring the amount of vibration r (1) on the turbine side ( S106). After the shake amount r (1) is measured until a predetermined time elapses, the rotation of the rotary shaft 210 is stopped.

iの値は「1」であるため(S108にてYES)、Loの値が「1」に更新される(S112)。その後、iの値には「1」が加算されて、「2」に更新される(S114)。iの値は「4」以上ではないため(S116にてNO)、ロータ214は、ロータ位置(2)に変更される(S102)。   Since the value of i is “1” (YES in S108), the value of Lo is updated to “1” (S112). Thereafter, “1” is added to the value of i and updated to “2” (S114). Since the value of i is not “4” or more (NO in S116), rotor 214 is changed to rotor position (2) (S102).

直流電源100からインバータ102を介して交流電力がステータ234に供給されると、回転シャフト210の回転数は上昇する。回転数センサ116により検知された回転シャフト210の回転数が予め定められた目標回転数以上になると(S104)、変位検知センサ114によりタービン側の振れ量r(2)の測定が開始される(S106)。予め定められた時間が経過するまで振れ量r(2)が測定された後、回転シャフト210の回転が停止される。   When AC power is supplied from the DC power supply 100 to the stator 234 via the inverter 102, the rotational speed of the rotating shaft 210 increases. When the rotational speed of the rotary shaft 210 detected by the rotational speed sensor 116 becomes equal to or higher than a predetermined target rotational speed (S104), the displacement detection sensor 114 starts measuring the amount of vibration r (2) on the turbine side ( S106). After the shake amount r (2) is measured until a predetermined time has elapsed, the rotation of the rotary shaft 210 is stopped.

iの値は「2」であるため(S108にてNO)、振れ量r(1)が振れ量r(2)よりも大きいと(S110にてYES)、Loの値は「2」に更新される。一方、振れ量r(1)が振れ量r(2)以下であると(S110にてNO)、iの値には「1」が加算されて、「3」に更新される(S114)。iの値が「4」以上ではないため(S116にてNO)、同様にロータ位置(3)および(4)に対応する振れ量r(3)およびr(4)が測定される。そして、振れ量r(1)〜r(4)のうちの最も小さい振れ量に対応するiの値をLoの値として更新される(S112)。   Since the value of i is “2” (NO in S108), if the shake amount r (1) is larger than the shake amount r (2) (YES in S110), the value of Lo is updated to “2”. Is done. On the other hand, if shake amount r (1) is equal to or less than shake amount r (2) (NO in S110), “1” is added to the value of i and updated to “3” (S114). Since the value of i is not equal to or greater than “4” (NO in S116), shake amounts r (3) and r (4) corresponding to rotor positions (3) and (4) are similarly measured. Then, the value of i corresponding to the smallest shake amount among the shake amounts r (1) to r (4) is updated as the Lo value (S112).

iの値が「4」以上になると(S116にてYES)、ロータ位置(Lo)に変更される(S118)。そして、コンプレッサホイール206の位相変更処理が実行される(S120)。   When the value of i becomes “4” or more (YES in S116), the rotor position (Lo) is changed (S118). Then, the phase change process of the compressor wheel 206 is executed (S120).

以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、ナットの締結を緩めた後に、ステータに電力を供給すると、ロータだけを回転させることができる。そのため、回転シャフトとロータとの位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定されるロータ等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトとロータとの位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、ナットの締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機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バランス修正装置およびバランス修正方法を提供することができる。   As described above, according to the balance correction device for the electric supercharger according to the present embodiment, when the rotation of the rotary shaft is restricted and the nut is loosened and then the stator is supplied with electric power, only the rotor is Can be rotated. Therefore, the phase between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft occurs due to the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Therefore, by changing the phase between the rotating shaft and the rotor, the aspect of the parallelism stacking can be changed and corrected so as to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Furthermore, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the nuts without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled. Therefore, it is possible to provide a balance correction device and a balance correction method for correcting an unbalanced state in a short time without disassembling the electric supercharger.

また、ロータ位置(1)〜(4)に対応する複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態でロータとステータとの位相角度が調整される。これにより、回転シャフトとロータとの位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。   Further, the rotor in a state in which the rotation of the rotary shaft is limited so as to be the phase angle corresponding to the smallest unbalance amount among the plurality of predetermined phase angles corresponding to the rotor positions (1) to (4). And the phase angle between the stator and the stator are adjusted. Thereby, the phase of a rotating shaft and a rotor can be changed. In particular, by setting the phase angle corresponding to the smallest unbalance amount, it is possible to change the manner of stacking parallelism so that the unbalanced state is improved.

<第1の実施の形態の変形例>
以下、第1の実施の形態の変形例に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本変形例に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第1の実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の構成と比較して、変位検知センサ112,114が設けられる位置および回転シャフト210に代えて回転シャフト262が設けられる点が異なる。それ以外の構成については、上述の第1の実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Modification of the first embodiment>
Hereinafter, the balance correction apparatus for the electric supercharger according to a modification of the first embodiment will be described. Compared with the configuration of the balance correction device for the electric supercharger 216 according to the first embodiment described above, the balance correction device for the electric supercharger according to this modification is provided with displacement detection sensors 112 and 114. The difference is that a rotary shaft 262 is provided instead of the position and rotary shaft 210. About another structure, it is the same structure as the structure of the balance correction apparatus of the electric supercharger 216 which concerns on the above-mentioned 1st Embodiment. They are given the same reference numerals. Their functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

本変形例における電動過給機216は、図8に示すように、回転シャフト262を含む。回転シャフト262には、加工時に基準となる加工穴274,276が回転軸上を中心として形成される。本変形例において加工穴274,276は、図8に示すように、回転シャフト262の回転軸を通る断面において、V字形状の断面を示す。そのため、加工穴274,276には円錐形状の空間が形成される。   The electric supercharger 216 in this modification includes a rotating shaft 262 as shown in FIG. The rotating shaft 262 is formed with processing holes 274 and 276 serving as a reference at the time of processing centering on the rotation axis. In the present modification, the processing holes 274 and 276 have a V-shaped cross section in a cross section passing through the rotation axis of the rotation shaft 262 as shown in FIG. Therefore, a conical space is formed in the processing holes 274 and 276.

回転シャフト262の形状は、加工穴274,276を基準軸として、切削等により形成される。本変形例において、変位検知センサ112,114が、加工穴274,276に形成される加工面284,286に対向するように設けられる点に特徴を有する。   The shape of the rotating shaft 262 is formed by cutting or the like with the processing holes 274 and 276 as reference axes. The present modification is characterized in that the displacement detection sensors 112 and 114 are provided so as to face the machining surfaces 284 and 286 formed in the machining holes 274 and 276, respectively.

具体的には、図8に示す回転シャフト262の回転軸を通る断面においてV字形状の加工面284,286に対向するように、変位検知センサ112,114が設けられる。変位検知センサ112,114は、対向する加工面284,286に直交する方向についての、回転シャフト262の回転時の変位量を検知する。検知された変位量に対応する信号は、PC118に送信される。   Specifically, the displacement detection sensors 112 and 114 are provided so as to face the V-shaped machining surfaces 284 and 286 in a cross section passing through the rotation axis of the rotation shaft 262 shown in FIG. The displacement detection sensors 112 and 114 detect the amount of displacement during rotation of the rotary shaft 262 in the direction orthogonal to the opposing machining surfaces 284 and 286. A signal corresponding to the detected displacement amount is transmitted to the PC 118.

変位検知センサ112,114が対向する加工面284,286に直交する方向についての、回転シャフト262の回転時の変位量は、PC118により、回転軸に直交する方向についての、回転シャフト262の回転時の変位量に換算される。たとえば、図9に示す回転シャフト262の回転軸を通る断面において、変位検知センサ112に対向する加工面284が回転軸に対して30度の角度を有する場合を想定する。このとき、変位検知センサ112の方向と回転軸に直交する方向とのなす角度も30度となる。そのため、加工面284に直交する方向についての、回転シャフト262の回転時の変位量を、回転軸に直交する方向についての、回転シャフト262の回転時の変位量に換算することができる。   The displacement amount of the rotating shaft 262 in the direction orthogonal to the machining surfaces 284 and 286 facing the displacement detection sensors 112 and 114 is determined by the PC 118 when the rotating shaft 262 rotates in the direction orthogonal to the rotating axis. It is converted into the amount of displacement. For example, it is assumed that the machining surface 284 facing the displacement detection sensor 112 has an angle of 30 degrees with respect to the rotation axis in the cross section passing through the rotation axis of the rotation shaft 262 shown in FIG. At this time, the angle formed by the direction of the displacement detection sensor 112 and the direction orthogonal to the rotation axis is also 30 degrees. Therefore, the displacement amount at the time of rotation of the rotating shaft 262 in the direction orthogonal to the processing surface 284 can be converted into the displacement amount at the time of rotation of the rotating shaft 262 in the direction orthogonal to the rotation axis.

加工穴274,276は、回転シャフト262を加工するための基準として必須の構成となる。したがって、変位検知センサ112,114により回転軸に直交する方向に検知可能な精度を有する形状を回転シャフトに新たに設けることなく、精度高く、回転軸に直交する方向の振れ量を計測することができる。そのため、コストの上昇を抑制することができる。なお、本変形例に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述の第1の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置と比較して、振れ量の検知方法だけが異なる。その他の動作および効果については、上述の第1の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作および効果と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。   The processing holes 274 and 276 are indispensable configurations as a reference for processing the rotating shaft 262. Therefore, it is possible to measure the shake amount in the direction orthogonal to the rotation axis with high accuracy without newly providing the rotation shaft with a shape capable of being detected in the direction orthogonal to the rotation axis by the displacement detection sensors 112 and 114. it can. Therefore, an increase in cost can be suppressed. In addition, the balance correction apparatus for the electric supercharger according to the present modification differs from the balance correction apparatus for the electric supercharger according to the first embodiment described above only in the shake amount detection method. Other operations and effects are the same as the operations and effects of the balance correction device for the electric supercharger according to the first embodiment described above. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

<第2の実施の形態>
以下、第2の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第1の実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の構成と比較して、回転角度検出センサ258,260がさらに設けられる点が異なる。それ以外の構成については、上述した第1の実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the balance correction apparatus for the electric supercharger according to the second embodiment will be described. Compared to the configuration of the balance correction device for the electric supercharger 216 according to the first embodiment described above, the balance correction device for the electric supercharger according to the present embodiment includes rotation angle detection sensors 258 and 260. Further differences are provided. About another structure, it is the same structure as the structure of the balance correction apparatus of the electric supercharger 216 which concerns on 1st Embodiment mentioned above. They are given the same reference numerals. Their functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

図10に示すように、本実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置は、回転角度検出センサ258,260をさらに含む。回転角度検出センサ258,260は、ロータ214に対向して設けられる。回転角度検出センサ258,260は、回転軸に直交する同一平面上に設けられる。回転角度検出センサ258,260は、回転軸を軸中心を中心として、90度の位相角度を有するように設けられる。回転角度検出センサ258,260は、回転角度を示す信号をそれぞれPC118に送信する。   As shown in FIG. 10, the balance correction device for electric supercharger 216 according to the present embodiment further includes rotation angle detection sensors 258 and 260. The rotation angle detection sensors 258 and 260 are provided to face the rotor 214. The rotation angle detection sensors 258 and 260 are provided on the same plane orthogonal to the rotation axis. The rotation angle detection sensors 258 and 260 are provided so as to have a phase angle of 90 degrees with the rotation axis as the center. The rotation angle detection sensors 258 and 260 transmit signals indicating the rotation angle to the PC 118, respectively.

なお、回転角度検出センサ258,260は、バランス修正装置の構成として新たに設けるようにしてもよいし、電動過給機216に設けられるレゾルバを利用する構成としてもよく特に限定されるものではない。   The rotation angle detection sensors 258 and 260 may be newly provided as a configuration of the balance correction device, or may be configured to use a resolver provided in the electric supercharger 216 and are not particularly limited. .

図11(A)および(B)に示すように、回転角度検出センサ258,260から出力される磁束密度を示す信号出力は、90度の位相だけずれた変化を示す。   As shown in FIGS. 11A and 11B, the signal output indicating the magnetic flux density output from the rotation angle detection sensors 258 and 260 shows a change shifted by a phase of 90 degrees.

たとえば、図10に示す初期ロータ位置において、回転角度検出センサ258は、ロータ214のN極とS極との境目部分に対向する位置関係となる場合を想定する。この位置からロータ214が反時計回りに回転を開始する場合においては、図11(A)に示すように、回転角度検出センサ258の信号出力は、磁束密度の変化とともに変化する。すなわち、信号出力は、ロータ214のN極が回転角度検出センサ260に近づくにつれて増加していく。また、信号出力は、ロータ214のN極と回転角度センサ258とが対向する位置になる角度において極大値となる。さらに、信号出力は、ロータ214のS極が回転角度検出センサ258に近づくにつれて減少していく。   For example, in the initial rotor position shown in FIG. 10, it is assumed that the rotation angle detection sensor 258 is in a positional relationship facing the boundary portion between the N pole and the S pole of the rotor 214. When the rotor 214 starts to rotate counterclockwise from this position, as shown in FIG. 11A, the signal output of the rotation angle detection sensor 258 changes as the magnetic flux density changes. That is, the signal output increases as the N pole of the rotor 214 approaches the rotation angle detection sensor 260. The signal output has a maximum value at an angle at which the N pole of the rotor 214 and the rotation angle sensor 258 face each other. Further, the signal output decreases as the south pole of the rotor 214 approaches the rotation angle detection sensor 258.

図10に示す初期ロータ位置において、ロータ214のN極が、回転角度検出センサ260に対向する位置である場合を想定する。この位置からロータ214が反時計回りに回転を開始する場合においては、図11(B)に示すように、回転検出センサ260の信号出力は、磁束密度の変化とともに変化する。すなわち、信号出力は、ロータ214のN極が回転角度検出センサ260から遠ざかるにつれて減少していく。信号出力は、ロータ214のS極と回転角度センサ260とが対向する位置になる角度において極小値となる。信号出力は、ロータ214のS極が回転角度検出センサ260から遠ざかるにつれて増加していく。   It is assumed that the N pole of the rotor 214 is a position facing the rotation angle detection sensor 260 at the initial rotor position shown in FIG. When the rotor 214 starts to rotate counterclockwise from this position, as shown in FIG. 11B, the signal output of the rotation detection sensor 260 changes as the magnetic flux density changes. That is, the signal output decreases as the N pole of the rotor 214 moves away from the rotation angle detection sensor 260. The signal output has a minimum value at an angle at which the S pole of the rotor 214 and the rotation angle sensor 260 face each other. The signal output increases as the south pole of the rotor 214 moves away from the rotation angle detection sensor 260.

ロータ214の位置変更は、ナット236の締結を緩めた状態であって、かつ回転シャフト210の回転を制限した状態で、図12(A)に示すように、ステータ234に電力を供給して磁束の流れを生じさせることにより、ロータ214に矢印に示すような反時計回りの回転力を発現させて実行される。このようにすると、たとえば、図12(B)の紙面上下方向の一点鎖線に示すように、ティース242と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度30度の位置にロータ214のN極の頂部を移動させることが可能となる。   The position of the rotor 214 is changed in a state in which the nut 236 is loosened and the rotation of the rotary shaft 210 is restricted, as shown in FIG. Is generated by causing the rotor 214 to develop a counterclockwise rotational force as indicated by an arrow. In this way, for example, as shown by a one-dot chain line in the vertical direction of the drawing in FIG. 12B, the top of the N pole of the rotor 214 at a position of an angle of 30 degrees with respect to a straight line connecting the teeth 242 and the axis center. Can be moved.

すなわち、図13(A)および(B)に示すように、ティース242と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度30度の位置に対応する磁束密度MaおよびMbを予め適合するなどして定めておく。ステータ234に電力を供給した後、回転角度検出センサ258,260からの信号出力に対応する磁束密度がMa,Mbとなる時点でステータ234への電力供給を停止する。これにより、ティース242と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度30度の位置にロータ214を回転させることができる。なお、ロータ214の位置変更は、30度に限定されるものではない。また、以下の説明において、ロータ214の回転角度は、説明の便宜上、ティース242と軸中心とを結ぶ直線(図12(B)の紙面上下方向の一点鎖線)を基準線とするが、特に、ティース242と軸中心とを結ぶ直線を基準線とすることに限定されるものではない。   That is, as shown in FIGS. 13A and 13B, magnetic flux densities Ma and Mb corresponding to a position at an angle of 30 degrees with respect to a straight line connecting the tooth 242 and the axis center are determined in advance. Keep it. After power is supplied to the stator 234, the power supply to the stator 234 is stopped when the magnetic flux density corresponding to the signal output from the rotation angle detection sensors 258 and 260 becomes Ma and Mb. Thereby, the rotor 214 can be rotated to a position at an angle of 30 degrees with respect to a straight line connecting the teeth 242 and the axis center. Note that the position change of the rotor 214 is not limited to 30 degrees. In the following description, the rotation angle of the rotor 214 is a straight line connecting the teeth 242 and the axis center (a one-dot chain line in FIG. 12B) in the vertical direction of the drawing for convenience of description. The straight line connecting the teeth 242 and the axis center is not limited to the reference line.

本実施の形態に係るバランス修正装置は、ナット236の締結を緩めた状態であって、かつ回転シャフト210の回転を制限した状態で、ロータ214の位置を予め定められたロータ位置に回転させる。バランス修正装置は、ナット236が締結された状態で、予め定められたロータ位置に対応する振れ量を検知する。バランス修正装置は、複数のロータ214の位置に対応する振れ量を検知する。バランス修正装置は、検知された複数の振れ量に基づいて、振れ量の位相変化の近似式を算出する。バランス修正装置は、算出された近似式の振れ量の最小値となる位相角度を算出する。バランス修正装置は、ロータ214の回転角度が振れ量の最小値となる位相角度となるようにナット236を緩めた状態であって、かつ回転シャフト210の回転を制限した状態で回転させる。本実施の形態においては、バランス修正装置が上述のように動作する点を特徴とする。   The balance correction apparatus according to the present embodiment rotates the position of the rotor 214 to a predetermined rotor position in a state where the fastening of the nut 236 is loosened and the rotation of the rotating shaft 210 is restricted. The balance correction device detects a shake amount corresponding to a predetermined rotor position in a state where the nut 236 is fastened. The balance correction device detects a shake amount corresponding to the position of the plurality of rotors 214. The balance correction device calculates an approximate expression of the phase change of the shake amount based on the detected plurality of shake amounts. The balance correction device calculates a phase angle that is the minimum value of the shake amount of the calculated approximate expression. The balance correction device rotates the nut 236 in a loosened state so that the rotation angle of the rotor 214 becomes a phase angle that is the minimum value of the shake amount and restricts the rotation of the rotary shaft 210. The present embodiment is characterized in that the balance correction apparatus operates as described above.

本実施の形態においては、図14(A)に示すように、ロータ214のN極が回転角度検出センサ260に対向する位置をロータ位置A(1)とする。なお、ロータ位置A(1)におけるロータ214の回転角度は、上述の基準線に対してa(1)である。   In the present embodiment, as shown in FIG. 14A, the position where the N pole of the rotor 214 faces the rotation angle detection sensor 260 is defined as a rotor position A (1). Note that the rotation angle of the rotor 214 at the rotor position A (1) is a (1) with respect to the reference line.

また、図14(B)に示すように、ロータ214のN極が回転角度検出センサ258に対向する位置をロータ位置A(2)とする。図14(B)に示すロータ214の回転位置は、図14(A)に示すロータ214の回転位置から反時計回りに90度だけ回転させた位置である。   Further, as shown in FIG. 14B, a position where the N pole of the rotor 214 faces the rotation angle detection sensor 258 is defined as a rotor position A (2). The rotational position of the rotor 214 shown in FIG. 14B is a position rotated 90 degrees counterclockwise from the rotational position of the rotor 214 shown in FIG.

さらに、図14(C)に示すように、ロータ214のS極が回転角度検出センサ260に対向する位置をロータ位置A(3)とする。図14(C)に示すロータ214の回転位置は、図14(B)に示すロータ214の回転位置からさらに反時計回りに90度だけ回転させた位置である。   Furthermore, as shown in FIG. 14C, a position where the south pole of the rotor 214 faces the rotation angle detection sensor 260 is defined as a rotor position A (3). The rotational position of the rotor 214 shown in FIG. 14C is a position further rotated by 90 degrees counterclockwise from the rotational position of the rotor 214 shown in FIG.

なお、本実施の形態においては、ロータ位置A(1)〜A(3)の3点における振れ量を検知するとして説明するが、特に3点に限定されるものではなく、3点以上であってもよい。また、本実施の形態において、ロータ位置A(1)〜A(3)は、それぞれ90度間隔であるが、特に90度間隔に限定されるものではない。   In the present embodiment, the description will be made on the assumption that the shake amount at three points of the rotor positions A (1) to A (3) is detected. However, the present invention is not particularly limited to three points, and is not less than three points. May be. In the present embodiment, the rotor positions A (1) to A (3) are each 90 degrees apart, but are not particularly limited to 90 degrees.

以下、図15を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。   Hereinafter, the procedure of balance correction in the balance correction device of the electric supercharger 216 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

なお、図15に示したフローチャートの中で、前述の図7に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。   In the flowchart shown in FIG. 15, the same steps as those in the flowchart shown in FIG. 7 are given the same step numbers. The processing is the same for them. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

S202にて、PC118は、回転シャフト210の回転位置をロータ位置A(i)に変更する。具体的には、回転シャフト210の回転が制限された状態で、ナット236の締結が緩められた後に、ステータ234に電力が供給される。このとき、PC118は、回転角度検出センサ258,260から出力される信号に基づく磁束密度がロータ位置A(i)に対応する値になる位置までロータ214を回転させる。その後、ナット236が再び締結される。   In S202, PC 118 changes the rotational position of rotary shaft 210 to rotor position A (i). Specifically, power is supplied to the stator 234 after the nut 236 is loosened while the rotation of the rotary shaft 210 is restricted. At this time, the PC 118 rotates the rotor 214 to a position where the magnetic flux density based on the signals output from the rotation angle detection sensors 258 and 260 becomes a value corresponding to the rotor position A (i). Thereafter, the nut 236 is fastened again.

S204にて、PC118は、回転シャフト210の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ234に供給される電力を制御する。PC118は、回転数センサ116により検知される回転シャフト210の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ102を介してステータ234に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機216の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ234への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。   In S204, PC 118 controls the electric power supplied to stator 234 so that the rotational speed of rotary shaft 210 increases to a predetermined target rotational speed. The PC 118 controls the electric power supplied to the stator 234 via the inverter 102 so that the rotational speed of the rotary shaft 210 detected by the rotational speed sensor 116 is maintained at the target rotational speed. The predetermined target rotation speed is not particularly limited as long as it is the rotation speed in the actual use rotation speed region of the electric supercharger 216 and can be reached by supplying power to the stator 234. .

S206にて、PC118は、タービン側の振れ量r(i)を測定する。具体的には、回転シャフト210のタービンホイール208の端部に設けられた円筒形状240に対向するように設けられた変位検知センサ114により、振れ量r(i)が検知される。本実施の形態において、PC118は、予め定められた時間が経過するまで振れ量r(i)を検知した後、ロータ214の回転を停止するようにステータ234に供給される電力を制御する。なお、振れ量r(i)は、予め定められた時間が経過するまで測定された振れ量のうちの最大値あるいは平均値である。   In S206, PC 118 measures turbine-side deflection r (i). Specifically, the shake amount r (i) is detected by the displacement detection sensor 114 provided to face the cylindrical shape 240 provided at the end of the turbine wheel 208 of the rotating shaft 210. In the present embodiment, PC 118 controls the power supplied to stator 234 so as to stop the rotation of rotor 214 after detecting shake amount r (i) until a predetermined time elapses. The shake amount r (i) is a maximum value or an average value of the shake amounts measured until a predetermined time has elapsed.

S208にて、PC118は、ロータ214の回転角度a(i+1)を回転角度a(1)+i×90度に設定する。S210にて、PC118は、iの値に「1」を加算する。S212にて、PC118は、iの値が「3」以上であるか否かを判断する。iの値が「3」以上であると(S212にてYES)、処理はS214に移される。もしそうでないと(S212にてNO)、処理はS202に移される。   In S208, PC 118 sets rotation angle a (i + 1) of rotor 214 to rotation angle a (1) + i × 90 degrees. In S210, PC 118 adds “1” to the value of i. In S212, PC 118 determines whether the value of i is “3” or more. If the value of i is “3” or more (YES in S212), the process proceeds to S214. If not (NO in S212), the process proceeds to S202.

S214にて、PC118は、算出された振れ量r(1)〜r(3)より振れ量の位相変化を示す近似式f(x)を算出する。近似式は周期的な関数であれば特に限定されるものではないが、たとえば、三角関数である。図16に示すように、回転角度a(1)〜a(3)に対応する振れ量r(1)〜r(3)に基づいて、近似式f(x)が算出される。   In S214, PC 118 calculates approximate expression f (x) indicating the phase change of the shake amount from the calculated shake amounts r (1) to r (3). The approximate expression is not particularly limited as long as it is a periodic function. For example, it is a trigonometric function. As shown in FIG. 16, the approximate expression f (x) is calculated based on the shake amounts r (1) to r (3) corresponding to the rotation angles a (1) to a (3).

S216にて、PC118は、算出された近似式f(x)において振れ量最小値に対応する回転角度Loを算出する。たとえば、図16に示すように、算出された近似式f(x)において振れ量の最小値r(4)に対応する角度位相Loが算出される。   In S216, the PC 118 calculates the rotation angle Lo corresponding to the minimum shake amount in the calculated approximate expression f (x). For example, as shown in FIG. 16, the angular phase Lo corresponding to the minimum value r (4) of the shake amount is calculated in the calculated approximate expression f (x).

S218にて、PC118は、回転シャフト210の回転角度を角度Loに変更する。具体的には、回転シャフト210の回転が制限された状態で、ナット236の締結が緩められた後に、ステータ234に電力が供給される。この時点で、ロータ214と回転シャフト210との相対位置関係は、ロータ位置A(3)時におけるロータ214と回転シャフト210との相対位置関係と同じである。すなわち、ロータ214は、角度a(3)の位置である。この位置から、角度Loに対応する位置に回転させられた後、ナット236が自動締結装置により再度締結される。   In S218, PC 118 changes the rotation angle of rotation shaft 210 to angle Lo. Specifically, power is supplied to the stator 234 after the nut 236 is loosened while the rotation of the rotary shaft 210 is restricted. At this time, the relative positional relationship between the rotor 214 and the rotating shaft 210 is the same as the relative positional relationship between the rotor 214 and the rotating shaft 210 at the rotor position A (3). That is, the rotor 214 is at the position of angle a (3). After being rotated from this position to a position corresponding to the angle Lo, the nut 236 is fastened again by the automatic fastening device.

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作について説明する。   An operation of the balance correction device for the electric supercharger according to the present embodiment based on the structure and the flowchart as described above will be described.

コンプレッサハウジング202およびタービンハウジング204が取り付けられていない(あるいは、取り外された)状態で電動過給機216が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール206およびタービンホイール208の周囲を覆うカバー108,110がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト210のバランス修正が実施される。iの値は初期値「1」に設定され(S100)、ロータ214はロータ位置A(1)に変更される(S202)。   The electric supercharger 216 is fixed to a fixed base or the like in a state where the compressor housing 202 and the turbine housing 204 are not attached (or removed). Further, covers 108 and 110 covering the periphery of the compressor wheel 206 and the turbine wheel 208 are attached by a cover attaching device. In such a state, the balance of the rotating shaft 210 is corrected. The value of i is set to the initial value “1” (S100), and the rotor 214 is changed to the rotor position A (1) (S202).

直流電源100からインバータ102を介して交流電力がステータ234に供給されると、回転シャフト210の回転数は上昇する。回転数センサ116により検知された回転シャフト210の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇すると(S204)、変位検知センサ114によりタービン側の振れ量r(1)の測定が開始される(S206)。予め定められた時間が経過するまで振れ量r(1)が測定された後、回転シャフト210の回転が停止される。   When AC power is supplied from the DC power supply 100 to the stator 234 via the inverter 102, the rotational speed of the rotating shaft 210 increases. When the rotational speed of the rotating shaft 210 detected by the rotational speed sensor 116 increases to a predetermined target rotational speed (S204), the displacement detection sensor 114 starts measuring the amount of vibration r (1) on the turbine side ( S206). After the shake amount r (1) is measured until a predetermined time elapses, the rotation of the rotary shaft 210 is stopped.

その後、回転角度a(2)=a(1)+90度に設定される(S208)。そして、iの値には「1」が加算されて「2」に更新される(S210)。また、iの値は「3」以上ではないため(S212にてNO)、ロータ214は、ロータ位置A(2)に対応する角度a(2)に変更される(S202)。同様に、r(2)およびr(3)が算出されると、iの値が「3」であるため(S212にてYES)、算出された振れ量r(1)〜r(3)に基づいて近似式f(x)が算出される(S214)。算出された近似式f(x)の最小値に対応する角度Loが算出される(S216)。   Thereafter, the rotation angle a (2) = a (1) +90 degrees is set (S208). Then, “1” is added to the value of i and updated to “2” (S210). Since the value of i is not “3” or more (NO in S212), rotor 214 is changed to angle a (2) corresponding to rotor position A (2) (S202). Similarly, when r (2) and r (3) are calculated, since the value of i is “3” (YES in S212), the calculated shake amounts r (1) to r (3) Based on this, an approximate expression f (x) is calculated (S214). An angle Lo corresponding to the calculated minimum value of the approximate expression f (x) is calculated (S216).

ロータ214の回転角度は、角度Loに変更された後(S218)、コンプレッサホイール206側の位相変更処理が実行される(S220)。   After the rotation angle of the rotor 214 is changed to the angle Lo (S218), phase change processing on the compressor wheel 206 side is executed (S220).

以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、上述の第1の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置により発現する効果に加えて、回転角度検出センサを用いて、ロータを所望の位置に回転させることができるため、ロータの回転シャフトに対する相対位置を振れ量の最小値に対応する位置に変更することができる。そのため、バランス修正を精度よく実施することができる。   As described above, according to the balance correcting apparatus for the electric supercharger according to the present embodiment, in addition to the effect that is exhibited by the balance correcting apparatus for the electric supercharger according to the first embodiment described above, the rotation Since the rotor can be rotated to a desired position using the angle detection sensor, the relative position of the rotor with respect to the rotation shaft can be changed to a position corresponding to the minimum value of the shake amount. Therefore, the balance correction can be performed with high accuracy.

<第3の実施の形態>
以下、第3の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第2の実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の構成と比較して、電動過給機216が回転シャフト210およびロータ214に代えて回転シャフト410およびロータ414を含む点が異なる。それ以外の構成については、上述した第2の実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the balance correction apparatus for the electric supercharger according to the third embodiment will be described. The electric turbocharger balance correction device according to the present embodiment is different from the above-described configuration of the electric power supercharger 216 balance correction device according to the second embodiment in that the electric supercharger 216 has a rotating shaft. The difference is that a rotating shaft 410 and a rotor 414 are included instead of 210 and the rotor 214. About another structure, it is the same structure as the structure of the balance correction apparatus of the electric supercharger 216 which concerns on 2nd Embodiment mentioned above. They are given the same reference numerals. Their functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated here.

図17(A)および(B)に示すように、本実施の形態に係る電動過給機216においては、回転シャフト410とロータ414とは、回転軸に直交する方向の距離(以下、クリアランスという)が上述の第2の実施の形態における電動過給機216の回転シャフト210およびロータ214と比較して大きくなる構造を有する。これにより、図18に示す回転シャフト210およびロータ214のようにクリアランスが小さい場合と比較して、ロータの内径研磨工程を省略することができるため、切削工程のみによる製造が可能となる。そのためコストの上昇が抑制される。   As shown in FIGS. 17A and 17B, in electric supercharger 216 according to the present embodiment, rotation shaft 410 and rotor 414 are separated from each other in a direction perpendicular to the rotation axis (hereinafter referred to as clearance). ) Has a structure that is larger than the rotating shaft 210 and the rotor 214 of the electric supercharger 216 in the second embodiment described above. This makes it possible to omit the inner diameter polishing step of the rotor as compared with the case where the clearance is small like the rotating shaft 210 and the rotor 214 shown in FIG. Therefore, an increase in cost is suppressed.

以上のような構成を有する本実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置は、検知されたアンバランス量に基づいて、ナット236の締結を緩めた状態で、回転シャフト410とロータ414とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正する点に特徴を有する。   The balance correction device for the electric supercharger 216 according to the present embodiment having the above-described configuration is based on the detected unbalance amount, and the nut 236 is loosened, and the rotating shaft 410 and the rotor 414 are loosened. The feature is that the unbalanced state is corrected by changing the clearance.

具体的には、回転シャフト410の回転を制限した状態で、ステータ234に電力を供給して、ロータ414を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフト410の外径とロータ414の内径とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。   Specifically, power is supplied to the stator 234 in a state where the rotation of the rotation shaft 410 is restricted, and the rotor 414 is moved in a direction orthogonal to the rotation axis, whereby the outer diameter of the rotation shaft 410 and the rotor 414 are moved. Change the unbalanced state by changing the clearance with the inner diameter.

たとえば、図19(A)に示すように、振れ量の検知により回転シャフト410のアンバランスの位置がロータ414のS極の頂部に有する場合を想定する。このアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線は、ティース242とティース246との中心線に対して30度の角度を有する。なお、ナット236の締結は緩めた状態であって、回転シャフト410の位置は制限された状態である。   For example, as shown in FIG. 19A, a case is assumed in which the unbalanced position of the rotating shaft 410 is present at the top of the S pole of the rotor 414 by detecting the shake amount. A straight line connecting the unbalanced position and the axis center has an angle of 30 degrees with respect to the center line of the teeth 242 and the teeth 246. It should be noted that the nut 236 is loosened and the position of the rotating shaft 410 is limited.

このとき、図19(B)に示すように、ロータ414の前述のアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向に磁力が発生するように、ステータ234に電力が供給される。   At this time, as shown in FIG. 19B, electric power is supplied to the stator 234 so that a magnetic force is generated in a direction along a straight line connecting the aforementioned unbalanced position of the rotor 414 and the shaft center.

具体的には、A相のコイル250,254により発現する磁力によりロータ414に作用する図19(B)の紙面上方向の力と、B相のコイル252,256により発現する磁力によりロータ414に作用する図19(B)の紙面左方向の力との合力とにより、ロータ414のアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向の磁力が発生する。   Specifically, the force on the rotor 414 acting on the rotor 414 by the magnetic force generated by the A-phase coils 250 and 254 and the magnetic force expressed by the B-phase coils 252 and 256 on the rotor 414 Magnetic force in a direction along a straight line connecting the unbalanced position of the rotor 414 and the axis center is generated by the resultant force with the acting force in the left direction in FIG. 19B.

そのため、図19(C)に示すように、ロータ414は、発生した磁力によりアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿って移動する。そのため、ロータ414は、軸中心側に移動することとなる。これにより、アンバランス位置を軸中心側に移動させることにより、振れ量を減少させて、回転シャフト410のアンバランス状態が修正される。   For this reason, as shown in FIG. 19C, the rotor 414 moves along a straight line connecting the unbalanced position and the axis center by the generated magnetic force. Therefore, the rotor 414 moves to the axis center side. As a result, the unbalanced position of the rotating shaft 410 is corrected by moving the unbalanced position toward the axial center to reduce the amount of shake.

次に、図20(A)に示すように、振れ量の検知により回転シャフト410のアンバランスの位置がロータ414のN極とS極の境界部分に位置する場合を想定する。そして、この境界部分がステータ234の極に対向する位置関係にある場合、B相のコイル252,256により発現する磁力によりロータ414をアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿って(具体的には、図20(B)の紙面左方向に沿って)直接的に移動させることが困難になる場合がある。   Next, as shown in FIG. 20A, a case is assumed in which the unbalanced position of the rotating shaft 410 is located at the boundary between the north and south poles of the rotor 414 by detecting the shake amount. When this boundary portion is in a positional relationship facing the pole of the stator 234, the magnetic force generated by the B-phase coils 252 and 256 causes the rotor 414 to move along a straight line connecting the unbalanced position and the axis center (specifically May be difficult to move directly (along the left direction in FIG. 20B).

そのため、この場合、ナット236を締結した状態で、ステータ234に電力が供給されて、ロータ414のN極とS極との境界部分が各ティースに対向しないように、予め定められた角度だけ回転させる。たとえば、図20(B)に示すように、ロータ414のN極の頂部は、ティース242と軸中心とを結ぶ直線に対して45度だけ回転させた位置に向くように回転させられる。   Therefore, in this case, when the nut 236 is fastened, power is supplied to the stator 234 and the rotor 414 rotates at a predetermined angle so that the boundary between the north and south poles does not face each tooth. Let me. For example, as shown in FIG. 20B, the top of the N pole of the rotor 414 is rotated so as to face a position rotated by 45 degrees with respect to a straight line connecting the tooth 242 and the axis center.

そして、ナット236の締結を緩めた後、アンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向に磁力が発生するように、ステータ234に電力が供給される。発生した磁力によりアンバランス位置が軸中心側に移動するようにロータ414が移動させられる。これにより、振れ量が減少して回転シャフト410のアンバランス状態が修正される。   Then, after loosening the nut 236, electric power is supplied to the stator 234 so that a magnetic force is generated in a direction along a straight line connecting the unbalanced position and the shaft center. The rotor 414 is moved so that the unbalanced position moves toward the axis center side by the generated magnetic force. As a result, the shake amount is reduced and the unbalanced state of the rotating shaft 410 is corrected.

以下、図21を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。   Hereinafter, the procedure of balance correction in the balance correction device of the electric supercharger 216 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

なお、電動過給機216のアンバランス量の検知およびバランス修正は、電動過給機216が固定台等に固定されて、コンプレッサホイール206およびタービンホイール208の周囲にそれぞれカバー108,110が取り付けられた状態で実施されるものとする。カバー108,110は、アンバランス量の検知時に取り付けられていればよい。すなわち、カバー108,110の取り付けは、バランス修正前に作業者により行なわれてもよいし、PC118により制御されるカバー取り付け装置により行なわれてもよい。   Note that the unbalance amount detection and balance correction of the electric supercharger 216 are performed by fixing the electric supercharger 216 to a fixed base or the like, and attaching covers 108 and 110 around the compressor wheel 206 and the turbine wheel 208, respectively. It shall be carried out in the state. The covers 108 and 110 only need to be attached when the unbalance amount is detected. That is, the attachment of the covers 108 and 110 may be performed by an operator before the balance is corrected, or may be performed by a cover attaching device controlled by the PC 118.

S300にて、PC118は、回転シャフト410の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ234に供給される電力を制御する。PC118は、回転数センサ116により検知される回転シャフト410の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ102を介してステータ234に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機216の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ234への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。   In S300, PC 118 controls the electric power supplied to stator 234 so that the rotational speed of rotating shaft 410 increases to a predetermined target rotational speed. The PC 118 controls the electric power supplied to the stator 234 via the inverter 102 so that the rotational speed of the rotary shaft 410 detected by the rotational speed sensor 116 is maintained at the target rotational speed. The predetermined target rotation speed is not particularly limited as long as it is the rotation speed in the actual use rotation speed region of the electric supercharger 216 and can be reached by supplying power to the stator 234. .

S302にて、PC118は、加速度ピックアップセンサ104,106によりハウジング230に生じる振動を測定する。具体的には、PC118は、加速度ピックアップセンサ104,106よりそれぞれ検知される加速度の時系列変化を取得する。PC118は、取得された加速度の時系列変化に基づいて強度あるいは周波数等の振動特性を算出して、回転シャフト410の回転時のバランス状態を検知する。PC118は、測定が開始されてから予め定められた時間が経過するまで振動の測定を継続する。なお、加速度ピックアップセンサ104,106による振動測定に代えて、変位検知センサ112,114により振れ量を測定するようにしてもよい。   In S <b> 302, PC 118 measures vibration generated in housing 230 by acceleration pickup sensors 104 and 106. Specifically, the PC 118 acquires time-series changes in acceleration detected by the acceleration pickup sensors 104 and 106, respectively. The PC 118 calculates vibration characteristics such as intensity or frequency based on the acquired time-series change in acceleration, and detects the balance state when the rotating shaft 410 rotates. The PC 118 continues to measure vibration until a predetermined time has elapsed since the measurement was started. Note that the shake amount may be measured by the displacement detection sensors 112 and 114 instead of the vibration measurement by the acceleration pickup sensors 104 and 106.

S304にて、PC118は、回転シャフト410の回転が停止するようにインバータ102を介してステータ234に供給される電力を制御する。   In S304, PC 118 controls the electric power supplied to stator 234 via inverter 102 so that rotation of rotating shaft 410 stops.

S306にて、PC118は、測定された振動が許容範囲内の振動であるか否かを判断する。たとえば、PC118は、加速度ピックアップセンサ104,106により測定された振動の強度がそれぞれ予め定められた強度以下であると、許容範囲内の振動であると判断するようにしてもよいし、測定された振動の周波数が予め定められた周波数帯であると、許容範囲内の振動である(あるいは、許容範囲内の振動ではない)と判断するようにしてもよい。なお、変位検知センサ112,114により回転シャフト410の振れ量が検知される場合においては、PC118が、振れ量が予め定められた量以内であるか否かを判断するようにすればよい。振動が許容範囲内の振動であると(S306にてYES)、この処理は終了する。もしそうでないと(S306にてNO)、処理はS308に移される。   In S306, PC 118 determines whether or not the measured vibration is within an allowable range. For example, the PC 118 may determine that the vibration measured by the acceleration pickup sensors 104 and 106 is equal to or less than a predetermined strength, and that the vibration is within an allowable range. If the vibration frequency is in a predetermined frequency band, it may be determined that the vibration is within the allowable range (or is not within the allowable range). When the deflection amount of the rotating shaft 410 is detected by the displacement detection sensors 112 and 114, the PC 118 may determine whether or not the deflection amount is within a predetermined amount. If the vibration is within the allowable range (YES in S306), this process ends. If not (NO in S306), the process proceeds to S308.

S308にて、PC118は、アンバランス量および位相を算出する。PC118は、加速度ピックアップセンサ104,106により測定された振動特性に基づいて回転シャフト410の回転時のバランス状態を解析して、アンバランス量および位相(アンバランスの位置)を算出する。
たとえば、PC118は、加速ピックアップセンサ104,106により測定された振動の強度(振幅)の最大値に基づいて回転シャフト410のアンバランス量を算出する。また、PC118は、振動の強度が最大となるときの回転角度に基づいて位相を算出する。なお、ロータ414の回転角度は、たとえば、レゾルバ等の回転角度検出センサ258,260を用いて検知すればよい。また、PC118は、たとえば、振動特性とアンバランス量および位相との関係(たとえば、マップ、表、数式など)を予め適合しておき、測定された振動特性に基づいてアンバランス量および位相を算出するようにしてもよい。
In S308, PC 118 calculates an unbalance amount and a phase. The PC 118 analyzes the balance state during rotation of the rotating shaft 410 based on the vibration characteristics measured by the acceleration pickup sensors 104 and 106, and calculates the unbalance amount and phase (unbalance position).
For example, the PC 118 calculates the unbalance amount of the rotating shaft 410 based on the maximum value of the vibration intensity (amplitude) measured by the acceleration pickup sensors 104 and 106. Further, the PC 118 calculates the phase based on the rotation angle when the intensity of vibration becomes maximum. Note that the rotation angle of the rotor 414 may be detected using rotation angle detection sensors 258 and 260 such as a resolver, for example. Further, for example, the PC 118 preliminarily adapts the relationship between the vibration characteristics, the unbalance amount and the phase (for example, a map, a table, a mathematical expression, etc.) and calculates the unbalance amount and the phase based on the measured vibration characteristics You may make it do.

S310にて、PC118は、ステータ234とロータ414との相対角度を検出する。S312にて、PC118は、検出されたステータ234とロータ414との相対角度に基づいて、ロータ414のN極あるいはS極がステータ234の極(すなわち、ステータ234に設けられるティースのいずれか)と一致しているか否かを判断する。すなわち、PC118は、ロータ414の磁極の境界部分とステータ234の極とが対向する位置関係にあるか否かを判断する。ロータ414の極とステータ極とが一致していると(S312にてYES)、処理はS314に移される。もしそうでないと(S312にてNO)、処理はS316に移される。   In S310, PC 118 detects the relative angle between stator 234 and rotor 414. In S312, based on the detected relative angle between stator 234 and rotor 414, PC 118 determines that N pole or S pole of rotor 414 is the pole of stator 234 (that is, one of the teeth provided on stator 234). Determine whether they match. That is, the PC 118 determines whether or not the boundary portion between the magnetic poles of the rotor 414 and the pole of the stator 234 are in a positional relationship. If the pole of rotor 414 matches the stator pole (YES in S312), the process proceeds to S314. If not (NO in S312), the process proceeds to S316.

S314にて、PC118は、ロータ414の回転角度を変更するようにステータ234に電力を供給する。ロータ414の回転角度は、予め定められた角度だけ変更すればよい。予め定められた角度は、特に限定されるものではなく、ロータ414の極とステータ234の極とが一致しない回転角度(すなわち、ロータ414の磁極の境界部分とステータ234の極とが一致しない回転角度)であれば、特に限定されるものではない。   In S314, PC 118 supplies power to stator 234 so as to change the rotation angle of rotor 414. The rotation angle of the rotor 414 may be changed by a predetermined angle. The predetermined angle is not particularly limited, and the rotation angle at which the pole of the rotor 414 and the pole of the stator 234 do not coincide (that is, the rotation at which the boundary portion of the magnetic pole of the rotor 414 and the pole of the stator 234 do not coincide with each other). Angle), there is no particular limitation.

S316にて、PC118は、回転シャフト410の回転を制限する。S318にて、PC118は、ステータ234に対する通電量を算出する。PC118は、検知されたアンバランス量および位相に基づいて通電量を算出する。PC118は、たとえば、検知されたアンバランス量および位相からマップ等を用いて通電量を算出する。   In S316, the PC 118 limits the rotation of the rotating shaft 410. In S318, PC 118 calculates an energization amount for stator 234. The PC 118 calculates the energization amount based on the detected unbalance amount and phase. For example, the PC 118 calculates the energization amount using a map or the like from the detected unbalance amount and phase.

S320にて、PC118は、ナット236の締結を緩めた状態にする。S322にて、PC118は、ステータ234に対して算出された通電量の電力を供給する。   In S320, PC 118 brings the nut 236 into a loosened state. In S <b> 322, PC 118 supplies the calculated amount of power to stator 234.

S324にて、PC118は、ナット236を締結された状態にする。S326にて、PC118は、回転シャフト410の回転の制限を解除する。   In S324, PC 118 brings nut 236 into a fastened state. In S326, PC 118 releases the restriction on the rotation of rotating shaft 410.

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る電動過給機216のバランス修正装置の動作について説明する。   The operation of the balance correction device for electric supercharger 216 according to the present embodiment based on the above-described structure and flowchart will be described.

コンプレッサハウジング202およびタービンハウジング204が取り付けられていない(あるいは、取り外された)状態で電動過給機216が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール206およびタービンホイール208の周囲を覆うカバー108,110がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト410のバランス修正が実施される。   The electric supercharger 216 is fixed to a fixed base or the like in a state where the compressor housing 202 and the turbine housing 204 are not attached (or removed). Further, covers 108 and 110 covering the periphery of the compressor wheel 206 and the turbine wheel 208 are attached by a cover attaching device. In such a state, the balance of the rotating shaft 410 is corrected.

すなわち、電動過給機216には直流電源100からインバータ102を介して交流電力が供給される。ステータ234に交流電力が供給されることに応じて、回転シャフト410の回転数が上昇する。   That is, AC power is supplied to the electric supercharger 216 from the DC power source 100 via the inverter 102. In response to the supply of AC power to the stator 234, the rotational speed of the rotating shaft 410 increases.

そして、回転数センサ116により検知された回転シャフト410の回転数が予め定められた目標回転数以上なると(S300)、加速度ピックアップセンサ104,106により振動測定が開始される(S302)。そして、予め定められた時間が経過するまで振動測定が実施された後に、回転シャフト410の回転が停止される(S304)。   When the rotational speed of the rotating shaft 410 detected by the rotational speed sensor 116 becomes equal to or higher than a predetermined target rotational speed (S300), vibration measurement is started by the acceleration pickup sensors 104 and 106 (S302). Then, after the vibration measurement is performed until a predetermined time elapses, the rotation of the rotating shaft 410 is stopped (S304).

測定された振動が許容範囲内の振動であれば(S306にてYES)、電動過給機216のバランス修正処理が終了する。一方、測定された振動が許容範囲内の振動でなければ(S306にてNO)、測定された振動特性に基づいてアンバランス量および位相が算出される(S308)。そして、ステータ234とロータ414との相対角度が検出される(S310)。   If the measured vibration is within the allowable range (YES in S306), the balance correction process of electric supercharger 216 ends. On the other hand, if the measured vibration is not within the allowable range (NO in S306), an unbalance amount and a phase are calculated based on the measured vibration characteristics (S308). Then, the relative angle between the stator 234 and the rotor 414 is detected (S310).

検出されたステータ234とロータ414との相対角度がロータ極とステータ極とが一致する角度でないと(S312にてNO)、回転シャフト410の回転が制限される(S316)。一方、検出されたステータ234とロータ414との相対角度がロータ極とステータ極とが一致する角度であると(S312にてYES)、ステータ234に電力が供給されてロータ414の回転角度が変更された後(S314)、回転シャフト410の回転が制限される(S316)。   If the detected relative angle between stator 234 and rotor 414 is not an angle at which the rotor pole and the stator pole coincide with each other (NO in S312), rotation of rotating shaft 410 is restricted (S316). On the other hand, if the detected relative angle between stator 234 and rotor 414 is an angle at which the rotor pole matches the stator pole (YES in S312), power is supplied to stator 234 and the rotation angle of rotor 414 changes. After the rotation (S314), the rotation of the rotating shaft 410 is restricted (S316).

ステータ234に供給される通電量が算出され(S318)、回転シャフト410の回転が制限された状態でナット236の締結が緩められる(S320)。算出された通電量の電力がステータ234に通電されると(S322)、回転シャフト410とロータ414とにおいて回転軸に直交する方向のクリアランスが変化する。すなわち、アンバランス位置が軸中心側(すなわち、振れ量が減少する側)にロータ414が移動するため、アンバランス状態が修正される。その後、ナット236が締結され(S324)、回転シャフト410の回転の制限が解除される(S326)
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、ステータに電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したままロータだけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトとロータとのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定されるロータ等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトとロータとのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、ナットの締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機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バランス修正装置を提供することができる。
The energization amount supplied to the stator 234 is calculated (S318), and the fastening of the nut 236 is loosened while the rotation of the rotating shaft 410 is restricted (S320). When the calculated amount of power is supplied to the stator 234 (S322), the clearance in the direction perpendicular to the rotation axis changes between the rotation shaft 410 and the rotor 414. That is, the unbalanced position is corrected because the rotor 414 moves toward the shaft center side (that is, the side where the shake amount decreases). Thereafter, the nut 236 is fastened (S324), and the restriction on the rotation of the rotary shaft 410 is released (S326).
As described above, according to the balance correction device for the electric supercharger according to the present embodiment, when electric power is supplied to the stator in a state where the rotation of the rotating shaft is limited, only the rotor remains with the position of the rotating shaft limited. Can be moved in a direction perpendicular to the rotation axis. Therefore, the clearance between the rotating shaft and the rotor can be changed. The unbalanced state of the rotating shaft occurs due to the parallelism of components such as a rotor fixed to the rotating shaft. Therefore, by changing the clearance between the rotating shaft and the rotor, the manner of parallelism stacking can be changed, and correction can be made to improve the unbalanced state of the rotating shaft. Furthermore, the balance of the rotating shaft can be corrected by loosening the nuts without disassembling the electric supercharger. Therefore, the unbalanced state of the rotating shaft can be corrected in a shorter time compared with the case where the electric supercharger is disassembled and the balance is corrected and then reassembled. Therefore, it is possible to provide a balance correcting device that corrects the unbalanced state in a short time without disassembling the electric supercharger.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

第1の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the balance correction apparatus of the electric supercharger which concerns on 1st Embodiment. エンジンに搭載された電動過給機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electric supercharger mounted in the engine. 回転電機を有しない過給機の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the supercharger which does not have a rotary electric machine. コンプレッサホイール、カラーおよびスラストベアリングの平行度の積み重ねの態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of accumulation of the parallelism of a compressor wheel, a collar, and a thrust bearing. 第1の実施の形態における電動過給機のロータとステータとを示す図である。It is a figure which shows the rotor and stator of the electric supercharger in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における各ロータ位置におけるロータとステータとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the rotor and stator in each rotor position in 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the balance correction of the balance correction apparatus of the electric supercharger which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態の変形例に係る電動過給機のバランス修正装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the balance correction apparatus of the electric supercharger which concerns on the modification of 1st Embodiment. 変位検知センサによる検知対象物の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the detection target object by a displacement detection sensor. 第2の実施の形態における電動過給機のロータとステータとを示す図である。It is a figure which shows the rotor and stator of the electric supercharger in 2nd Embodiment. 回転角度検出センサにより検知される磁束密度の変化を示す図(その1)である。It is a figure (the 1) which shows the change of the magnetic flux density detected by a rotation angle detection sensor. 第2の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図である。It is a figure which shows the aspect of the balance correction in 2nd Embodiment. 回転角度検出センサにより検知される磁束密度の変化を示す図(その2)である。It is a figure (the 2) which shows the change of the magnetic flux density detected by a rotation angle detection sensor. 第2の実施の形態における各ロータ位置におけるロータとステータとの位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the rotor and stator in each rotor position in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of balance correction of the balance correction apparatus of the electric supercharger which concerns on 2nd Embodiment. 検知された振れ量と近似式とを示す図である。It is a figure which shows the detected shake amount and approximate expression. 第3の実施の形態における回転シャフトおよびロータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the rotating shaft and rotor in 3rd Embodiment. クリアランスが小さい場合における回転シャフトおよびロータの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of a rotating shaft and a rotor in case a clearance is small. 第3の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図(その1)である。It is FIG. (1) which shows the aspect of balance correction in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図(その2)である。It is FIG. (2) which shows the aspect of balance correction in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the balance correction of the balance correction apparatus of the electric supercharger which concerns on 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

100 直流電源、102 インバータ、104,106 加速度ピックアップセンサ、108,110 カバー、112,114 変位検知センサ、116 回転数センサ、118 PC、202,302 コンプレッサハウジング、204,304 タービンハウジング、206,306 コンプレッサホイール、208,308 タービンホイール、210,262,310,410 回転シャフト、214,414 ロータ、216 電動過給機、222,224,322,324 ラジアルベアリング、228,328 スラストベアリング、230,330 ハウジング、232,332 カラー、234 ステータ、236,336 ナット、238 スペーサ、240 突起部、242,244,246,248 ティース、250,252,254,256 コイル、258,260 回転角度検出センサ、268,270 開口部、272 回転制限装置、274,276 加工穴、280,350 段差部分、284,286 加工面、300 過給機、302。   100 DC power source, 102 inverter, 104, 106 acceleration pickup sensor, 108, 110 cover, 112, 114 displacement detection sensor, 116 rotation speed sensor, 118 PC, 202, 302 compressor housing, 204, 304 turbine housing, 206, 306 compressor Wheel, 208, 308 turbine wheel, 210, 262, 310, 410 rotating shaft, 214, 414 rotor, 216 electric supercharger, 222, 224, 322, 324 radial bearing, 228, 328 thrust bearing, 230, 330 housing, 232, 332 Collar, 234 Stator, 236, 336 Nut, 238 Spacer, 240 Protrusion, 242, 244, 246, 248 Teeth, 250, 252 , 254, 256 coil, 258, 260 rotation angle detection sensor, 268, 270 opening, 272 rotation limiting device, 274, 276 machining hole, 280, 350 stepped portion, 284, 286 machining surface, 300 supercharger, 302.

Claims (16)

電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させるための供給手段と、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む、電動過給機のバランス修正装置。
A balance correcting device for correcting an unbalanced state of a rotating shaft of an electric supercharger, wherein a compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft, and the electric supercharger is connected to the rotating shaft. Including a rotating electric machine composed of a rotor whose position around the rotation axis is fixed by a fastening force of a fastening member and a stator fixed to the casing of the electric supercharger,
Supply means for supplying electric power to the stator and rotating the rotor;
Detecting means for detecting an unbalance amount of the rotating shaft when the rotating speed of the rotating shaft is a predetermined rotating speed;
Correction means for correcting the unbalanced state by changing the phase of the rotating shaft and the rotor in a state where the fastening member is loosened based on the detected unbalance amount. Including an electric supercharger balance correction device.
前記修正手段は、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して前記回転子を回転させることにより、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項1に記載の電動過給機のバランス修正装置。   The correcting means changes the phase of the rotating shaft and the rotor by supplying power to the stator and rotating the rotor in a state in which the rotation of the rotating shaft is limited, The balance correcting device for an electric supercharger according to claim 1, comprising means for correcting an unbalanced state. 前記供給手段は、前記回転子と前記固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給するための手段を含み、
前記検知手段は、前記締結部材が締結された状態で、前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するための手段を含み、
前記修正手段は、前記回転子と前記固定子との位相角度が、前記複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給して、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項2に記載の電動過給機のバランス修正装置。
The supply means is in a state in which rotation of the rotary shaft is restricted so that a phase angle between the rotor and the stator becomes a plurality of predetermined phase angles, and the fastening member is fastened. Means for supplying power to the stator in a loosened state,
The detection means is for detecting unbalance amounts corresponding to the plurality of phase angles when the number of rotations of the rotating shaft is a predetermined number of rotations in a state where the fastening member is fastened. Including means,
The correcting means rotates the rotating shaft so that a phase angle between the rotor and the stator becomes a phase angle corresponding to the smallest unbalance amount among the plurality of predetermined phase angles. The electric motor according to claim 2, further comprising means for correcting the unbalanced state by supplying electric power to the stator in a state in which the fastening member is loosened and the fastening member is loosened. Supercharger balance correction device.
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させるための供給手段と、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子とのクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む、電動過給機のバランス修正装置。
A balance correcting device for correcting an unbalanced state of a rotating shaft of an electric supercharger, wherein a compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft, and the electric supercharger is connected to the rotating shaft. A rotating electrical machine composed of a rotor fixed in a direction orthogonal to the rotation axis by a fastening force of a fastening member and a stator fixed to the casing of the electric supercharger,
Supply means for supplying electric power to the stator and rotating the rotor;
Detecting means for detecting an unbalance amount of the rotating shaft when the rotating speed of the rotating shaft is a predetermined rotating speed;
Correction means for correcting the unbalanced state by changing a clearance between the rotary shaft and the rotor in a state where the fastening member is loosened based on the detected unbalance amount. , Electric supercharger balance correction device.
前記回転シャフトは、前記回転子を貫通して設けられ、
前記修正手段は、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、前記回転シャフトの外径と前記回転子の内径とのクリアランスを変化させて、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項4に記載の電動過給機のバランス修正装置。
The rotating shaft is provided through the rotor,
The correction means supplies power to the stator in a state in which the rotation of the rotating shaft is limited, and moves the rotor in a direction perpendicular to the rotation axis, thereby reducing the outer diameter of the rotating shaft and the The balance correction apparatus for an electric supercharger according to claim 4, further comprising means for changing the clearance with the inner diameter of the rotor to correct the unbalanced state.
前記回転子は2つの磁極を有し、
前記バランス修正装置は、前記回転子の回転角度を検知するための角度検知手段をさらに含み、
前記供給手段は、前記検知された回転子の回転角度が、前記回転子の磁極の境界部分と前記固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、前記締結部材が締結された状態で、前記境界部分が前記固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、前記固定子に電力を供給するための手段を含む、請求項5に記載の電動過給機のバランス修正装置。
The rotor has two magnetic poles;
The balance correction device further includes an angle detection means for detecting a rotation angle of the rotor,
In the supplying means, the fastening member is fastened when the detected rotation angle of the rotor is an angle in which the boundary portion of the magnetic pole of the rotor and the magnetic pole of the stator face each other. 6. The electric supercharger balance correcting device according to claim 5, further comprising means for supplying electric power to the stator such that the boundary portion rotates at an angle not facing the magnetic pole of the stator in a state. .
前記検知手段は、前記回転シャフトの両端部に対向して設けられ、前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するための変位検知手段を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。   The said detection means is provided facing the both ends of the said rotation shaft, The displacement detection means for detecting the displacement amount of the direction orthogonal to the rotating shaft of the said rotation shaft is included in any one of Claims 1-6. The balance correction apparatus of the electric supercharger as described in 2. 前記検知手段は、前記電動過給機の筐体に設けられ、前記電動過給機に生じた振動を検知するための振動検知手段を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。   7. The electric overload according to claim 1, wherein the detection unit includes a vibration detection unit that is provided in a casing of the electric supercharger and detects vibration generated in the electric supercharger. Feeder balance correction device. 電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させる供給ステップと、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む、電動過給機のバランス修正方法。
A balance correcting method for correcting an unbalanced state of a rotating shaft of an electric supercharger, wherein a compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft, and the electric supercharger is connected to the rotating shaft. Including a rotating electric machine composed of a rotor whose position around the rotation axis is fixed by a fastening force of a fastening member and a stator fixed to the casing of the electric supercharger,
A supply step of supplying electric power to the stator and rotating the rotor;
A detection step of detecting an unbalance amount of the rotary shaft when the rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed;
A correction step of correcting the unbalanced state by changing the phase between the rotating shaft and the rotor in a state where the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount. Electric turbocharger balance correction method.
前記修正ステップは、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して前記回転子を回転させることにより、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項9に記載の電動過給機のバランス修正方法。   In the state of limiting the rotation of the rotating shaft, the correcting step changes the phase between the rotating shaft and the rotor by supplying electric power to the stator and rotating the rotor. The balance correction method of the electric supercharger according to claim 9, comprising a step of correcting the unbalance state. 前記供給ステップは、前記回転子と前記固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給するステップを含み、
前記検知ステップは、前記締結部材が締結された状態で、前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するステップを含み、
前記修正ステップは、前記回転子と前記固定子との位相角度が、前記複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給して、前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項10に記載の電動過給機のバランス修正方法。
The supplying step is a state in which the rotation of the rotary shaft is limited so that the phase angle between the rotor and the stator becomes a plurality of predetermined phase angles, and the fastening member is fastened. Supplying power to the stator in a loosened state;
The detecting step includes a step of detecting unbalance amounts corresponding to the plurality of phase angles, respectively, in a state where the fastening member is fastened and a rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed. Including
In the correcting step, the rotation shaft is rotated so that a phase angle between the rotor and the stator is a phase angle corresponding to a smallest unbalance amount among the plurality of predetermined phase angles. 11. The electric supercharging according to claim 10, further comprising: supplying electric power to the stator to correct the unbalanced state in a state in which the fastening member is loosened and the fastening member is loosened. Machine balance correction method.
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させる供給ステップと、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子とのクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む、電動過給機のバランス修正方法。
A balance correcting method for correcting an unbalanced state of a rotating shaft of an electric supercharger, wherein a compressor wheel and a turbine wheel are provided at both ends of the rotating shaft, and the electric supercharger is connected to the rotating shaft. A rotating electrical machine composed of a rotor fixed in a direction orthogonal to the rotation axis by a fastening force of a fastening member and a stator fixed to the casing of the electric supercharger,
A supply step of supplying electric power to the stator and rotating the rotor;
A detection step of detecting an unbalance amount of the rotary shaft when the rotational speed of the rotary shaft is a predetermined rotational speed;
A correction step of correcting the unbalanced state by changing a clearance between the rotating shaft and the rotor in a state where the fastening member is loosened based on the detected unbalanced amount. How to correct the balance of the turbocharger.
前記回転シャフトは、前記回転子を貫通して設けられ、
前記修正ステップは、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、前記回転シャフトの外径と前記回転子の内径との間のクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項12に記載の電動過給機のバランス修正方法。
The rotating shaft is provided through the rotor,
The correction step supplies power to the stator in a state in which the rotation of the rotating shaft is limited, and moves the rotor in a direction perpendicular to the rotation axis, thereby reducing the outer diameter of the rotating shaft and the The balance correction method for the electric supercharger according to claim 12, comprising a step of correcting the unbalanced state by changing a clearance between the rotor and an inner diameter of the rotor.
前記回転子は2つの磁極を有し、
前記バランス修正方法は、前記回転子の回転角度を検知する角度検知ステップをさらに含み、
前記供給ステップは、前記検知された回転子の回転角度が、前記回転子の磁極の境界部分と前記固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、前記締結部材が締結された状態で、前記境界部分が前記固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、前記固定子に電力を供給するステップを含む、請求項13に記載の電動過給機のバランス修正方法。
The rotor has two magnetic poles;
The balance correction method further includes an angle detection step of detecting a rotation angle of the rotor,
In the supplying step, the fastening member is fastened when the detected rotation angle of the rotor is an angle where a boundary portion between the magnetic poles of the rotor and a magnetic pole of the stator are opposed to each other. The balance correction method of the electric supercharger according to claim 13, further comprising: supplying electric power to the stator so that the boundary portion rotates at an angle that does not face the magnetic poles of the stator.
前記検知ステップは、前記回転シャフトの両端部に対向して設けられた変位検知センサにより、前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するステップを含む、請求項9〜14のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。   The detection step includes a step of detecting a displacement amount in a direction perpendicular to a rotation axis of the rotation shaft by a displacement detection sensor provided opposite to both ends of the rotation shaft. A method for correcting the balance of the electric supercharger according to claim 1. 前記検知ステップは、前記電動過給機の筐体に設けられた加速度ピックアップセンサにより、前記電動過給機に生じた振動を検知するステップを含む、請求項9〜14のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。   The electric detection according to any one of claims 9 to 14, wherein the detecting step includes a step of detecting vibration generated in the electric supercharger by an acceleration pickup sensor provided in a casing of the electric supercharger. How to correct the balance of the turbocharger.
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