JP6390493B2

JP6390493B2 - Balance inspection device

Info

Publication number: JP6390493B2
Application number: JP2015071057A
Authority: JP
Inventors: 健吉村田; 好村　誠司; 誠司好村; 浩史丹下; 孝治橋本; 清和飯塚
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2018-09-19
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: KR20160117162A; JP2016191597A; KR102443823B1

Description

本発明は、タービンとコンプレッサとを備える過給機の回転体のバランスを検査するためのバランス検査装置に関する。 The present invention relates to a balance inspection apparatus for inspecting the balance of a rotating body of a supercharger including a turbine and a compressor.

過給機の製造工程では、回転体の回転性能を確認するため、振動の計測およびアンバランスの修正が行われる。このような技術として、特許文献１に記載されたシステムが知られている。このシステムは、過給機のロータのアンバランスを修正するためのシステムであり、ロータと、ロータを支持するベアリングハウジングとが一体化された半組立状態の過給機が、架台および取付けハウジング等に取り付けられる。ロータのシャフトには、タービンロータ側とコンプレッサロータ側との２箇所に軸受が設けられており、これらの軸受には、ベアリングハウジングに形成されたオイル供給路を通じて、潤滑油が供給される。 In the supercharger manufacturing process, vibration measurement and unbalance correction are performed to confirm the rotational performance of the rotating body. As such a technique, a system described in Patent Document 1 is known. This system is a system for correcting an unbalance of a rotor of a supercharger. A supercharger in a semi-assembled state in which a rotor and a bearing housing that supports the rotor are integrated into a frame, a mounting housing, and the like. Attached to. The shaft of the rotor is provided with bearings at two locations on the turbine rotor side and the compressor rotor side, and lubricating oil is supplied to these bearings through an oil supply path formed in the bearing housing.

このシステムには、ロータの振動を検出する振動検出器と、ロータの回転数を検出するパルス検出器とが設けられている。ロータのアンバランスを修正する際には、取付けハウジング内に空気が供給されることで、取付けハウジングに格納されたタービンロータが回転し、ロータが回転する。そして、上記の検出器から出力されたデータがコンピュータに取り込まれ、そのデータに基づいてアンバランスの修正内容が求められる。 This system is provided with a vibration detector for detecting the vibration of the rotor and a pulse detector for detecting the rotational speed of the rotor. When correcting the unbalance of the rotor, air is supplied into the mounting housing, whereby the turbine rotor stored in the mounting housing rotates and the rotor rotates. Then, the data output from the detector is taken into a computer, and the imbalance correction content is obtained based on the data.

特開２０００−３２９６３６号公報JP 2000-329636 A

従来の検査装置では、たとえば、過給機の最高回転数の７５％以下でロータ（回転体）を回転させて、振動の計測およびアンバランスの修正を行っていた。ところが近年、検査装置において、より高い回転数で検査を行うことが要望されている。過給機が実際に自動車等に搭載される際には、高温（たとえば８５０〜９５０℃）の排気ガスにより運転が行われるため、排気ガスの熱エネルギを利用することができる。しかしながら、検査装置では、常温域の空気を用いて運転が行われるため、排気ガスを用いる場合のような熱エネルギは得られない。よって、回転体の回転数を上げるためには、タービンに流入する空気の圧力を上げる必要がある。 In the conventional inspection apparatus, for example, the rotor (rotating body) is rotated at 75% or less of the maximum number of rotations of the supercharger to measure vibration and correct unbalance. However, in recent years, inspection apparatuses have been required to perform inspection at higher rotational speeds. When the supercharger is actually mounted on an automobile or the like, the operation is performed with high-temperature (for example, 850 to 950 ° C.) exhaust gas, so that the heat energy of the exhaust gas can be used. However, since the inspection apparatus is operated using air in a normal temperature range, heat energy as in the case of using exhaust gas cannot be obtained. Therefore, in order to increase the rotational speed of the rotating body, it is necessary to increase the pressure of the air flowing into the turbine.

タービンに流入する空気の圧力が上がると、過給機が実際に搭載されたときに比して、スラストバランスが変化する。回転軸にスラスト軸受が設けられている場合、このスラスト軸受に加わる荷重が変化することになり、運転条件によっては、スラスト軸受の摩耗などが生じる恐れがある。本発明は、スラスト軸受を保護することができるバランス検査装置を提供することを目的とする。 When the pressure of the air flowing into the turbine increases, the thrust balance changes compared to when the turbocharger is actually mounted. When a thrust bearing is provided on the rotating shaft, the load applied to the thrust bearing changes, and the thrust bearing may be worn depending on operating conditions. An object of this invention is to provide the balance inspection apparatus which can protect a thrust bearing.

本発明の一態様は、タービン翼車とコンプレッサ翼車とが回転軸の両端に設けられた過給機の回転体のバランスを検査するためのバランス検査装置であって、回転軸には、軸受ハウジング内に取付けられて、回転軸を支持する少なくとも１つのスラスト軸受が設けられており、バランス検査装置は、軸受ハウジングの軸線方向の一方に配置されて、タービン翼車を収納するタービン側治具と、軸受ハウジングの軸線方向の他方に配置されて、コンプレッサ翼車を収納するコンプレッサ側治具と、コンプレッサ側治具の吸入流路に設けられて、吸入流路の断面積を縮小する第１のオリフィス部と、を備える。 One aspect of the present invention is a balance inspection device for inspecting a balance of a rotating body of a supercharger in which a turbine impeller and a compressor impeller are provided at both ends of a rotating shaft, and the rotating shaft includes a bearing. A turbine-side jig that is mounted in the housing and is provided with at least one thrust bearing that supports the rotating shaft, and the balance inspection device is disposed on one side in the axial direction of the bearing housing and houses the turbine impeller. And a compressor-side jig that is disposed on the other side of the bearing housing in the axial direction, and that is provided in the suction passage of the compressor-side jig to reduce the cross-sectional area of the suction passage. An orifice portion.

過給機においては、回転体の回転数は、タービンの出力とコンプレッサの動力の釣り合いによって決まる。このバランス検査装置によれば、コンプレッサ側治具の吸入流路には、その断面積を縮小する第１のオリフィス部が設けられるため、コンプレッサ側治具の吸入圧力を下げることができ、コンプレッサの動力が下がることによって回転体の回転数を上げることができる。よって、回転体のバランス検査を行う際に、常温域の空気を用いる場合でも、タービンの出力を上げるために、タービン翼車への流入圧力が高くなりすぎることを抑制でき、その結果としてスラスト力を低減できる。よって、スラスト軸受を保護することができる。 In the supercharger, the rotational speed of the rotating body is determined by the balance between the turbine output and the compressor power. According to this balance inspection apparatus, the suction passage of the compressor side jig is provided with the first orifice portion that reduces the cross-sectional area thereof, so that the suction pressure of the compressor side jig can be reduced. The rotational speed of the rotating body can be increased by reducing the power. Therefore, when the balance inspection of the rotating body is performed, even when air in a normal temperature range is used, it is possible to suppress the inflow pressure to the turbine impeller from becoming too high in order to increase the turbine output, and as a result, the thrust force Can be reduced. Therefore, the thrust bearing can be protected.

いくつかの態様において、スラスト軸受は、回転軸に設けられたカラーのタービン翼車側に配置されたタービン側のスラスト軸受と、カラーのコンプレッサ翼車側に配置されたコンプレッサ側のスラスト軸受と、を含み、バランス検査装置は、コンプレッサ側治具の吐出流路に設けられて、吐出流路の断面積を縮小する第２のオリフィス部を更に備える。この場合、第１のオリフィス部によって、タービン側治具への流入圧力の低減を図ることができ、タービン側のスラスト軸受を保護することができる。さらには、コンプレッサ側治具の吐出流路に第２のオリフィス部が設けられることにより、吐出流路の断面積を調整することができる。これによっても、作動点を調整することができる。たとえば、第２のオリフィス部の開口度を大きくすることによって吐出流路の断面積を大きくすれば、コンプレッサ側のスラスト軸受を保護することができる。 In some embodiments, the thrust bearing includes a turbine-side thrust bearing disposed on the turbine blade wheel side of the collar provided on the rotation shaft, and a compressor-side thrust bearing disposed on the compressor wheel side of the collar. The balance inspection apparatus further includes a second orifice portion that is provided in the discharge flow path of the compressor side jig and reduces the cross-sectional area of the discharge flow path. In this case, the first orifice portion can reduce the inflow pressure to the turbine-side jig and protect the turbine-side thrust bearing. Furthermore, by providing the second orifice portion in the discharge flow path of the compressor side jig, the cross-sectional area of the discharge flow path can be adjusted. This also makes it possible to adjust the operating point. For example, the thrust bearing on the compressor side can be protected by increasing the cross-sectional area of the discharge flow path by increasing the opening degree of the second orifice portion.

本発明のいくつかの態様によれば、スラスト軸受を保護することができる。 According to some aspects of the present invention, the thrust bearing can be protected.

本発明の一実施形態に係るバランス検査装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a balance inspection device concerning one embodiment of the present invention. 検査対象の過給機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the supercharger to be examined. （ａ）〜（ｄ）は、図１のバランス検査装置におけるオリフィス部の各種形態を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows the various forms of the orifice part in the balance test | inspection apparatus of FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

以下、過給機１の回転体１２のバランスを検査するためのバランス検査装置３０について説明する。図１に示されるように、本実施形態のバランス検査装置３０は、軸受ハウジング１３内に回転体１２が取り付けられた状態で、回転体１２のバランス検査を行う。バランス検査装置３０は、たとえば、常温域の空気を用いた運転を行う。バランス検査装置３０では、過給機１の最高回転数の９０％以上の高速回転域において、過給機１の回転バランス検査が可能になっている。すなわち、バランス検査装置３０は、常温エア駆動の高速バランサである。 Hereinafter, the balance inspection apparatus 30 for inspecting the balance of the rotating body 12 of the supercharger 1 will be described. As shown in FIG. 1, the balance inspection device 30 of the present embodiment performs a balance inspection of the rotating body 12 in a state where the rotating body 12 is attached in the bearing housing 13. The balance inspection apparatus 30 performs an operation using air in a normal temperature range, for example. In the balance inspection device 30, the rotation balance inspection of the supercharger 1 can be performed in a high-speed rotation region of 90% or more of the maximum rotation speed of the supercharger 1. That is, the balance inspection device 30 is a high-speed balancer driven by room temperature air.

まず、図２を参照して、バランス検査の対象となる過給機１について説明する。図２に示されるように、過給機１は、例えば、船舶や車両の内燃機関に適用されるものである。過給機１は、タービン２とコンプレッサ３とを備えている。タービン２は、タービンハウジング４と、タービンハウジング４に収納されたタービン翼車６と、を備えている。タービンハウジング４は、内側の周縁部で周方向に延びるスクロール部４ａを有している。コンプレッサ３は、コンプレッサハウジング５と、コンプレッサハウジング５に収納されたコンプレッサ翼車７と、を備えている。コンプレッサハウジング５は、内側の周縁部で周方向に延びるスクロール部５ａを有している。 First, with reference to FIG. 2, the supercharger 1 which is the target of balance inspection will be described. As shown in FIG. 2, the supercharger 1 is applied to an internal combustion engine of a ship or a vehicle, for example. The supercharger 1 includes a turbine 2 and a compressor 3. The turbine 2 includes a turbine housing 4 and a turbine impeller 6 housed in the turbine housing 4. The turbine housing 4 has a scroll portion 4a extending in the circumferential direction at the inner peripheral edge. The compressor 3 includes a compressor housing 5 and a compressor impeller 7 housed in the compressor housing 5. The compressor housing 5 has a scroll portion 5a extending in the circumferential direction at the inner peripheral edge.

タービン翼車６は回転軸１４の一端に設けられており、コンプレッサ翼車７は回転軸１４の他端に設けられている。コンプレッサ翼車７は、回転軸１４の他端に設けられたナット１６によって回転軸１４に固定されている。タービンハウジング４とコンプレッサハウジング５との間には、軸受ハウジング１３が設けられている。回転軸１４は、ジャーナル軸受１５を介して軸受ハウジング１３に回転可能に支持されており、回転軸１４、タービン翼車６およびコンプレッサ翼車７が一体の回転体１２として回転軸線Ｈ周りに回転する。 The turbine impeller 6 is provided at one end of the rotating shaft 14, and the compressor impeller 7 is provided at the other end of the rotating shaft 14. The compressor wheel 7 is fixed to the rotating shaft 14 by a nut 16 provided at the other end of the rotating shaft 14. A bearing housing 13 is provided between the turbine housing 4 and the compressor housing 5. The rotating shaft 14 is rotatably supported by the bearing housing 13 via the journal bearing 15, and the rotating shaft 14, the turbine impeller 6 and the compressor impeller 7 rotate around the rotation axis H as an integral rotating body 12. .

回転軸１４には、１つのつば状のカラー２０と、２つのスラスト軸受２１，２２が設けられている。カラー２０は、回転軸１４に固定されている。スラスト軸受２１は、軸受ハウジング１３の内壁に固定されており、カラー２０のタービン翼車６側（図示左側）に配置されている。スラスト軸受２２は、軸受ハウジング１３の内壁に固定されており、カラー２０のコンプレッサ翼車７側（図示右側）に配置されている。このように、過給機１は、タービン２側のスラスト軸受２１と、コンプレッサ３側のスラスト軸受２２とを備えている。 The rotating shaft 14 is provided with one collar-like collar 20 and two thrust bearings 21 and 22. The collar 20 is fixed to the rotating shaft 14. The thrust bearing 21 is fixed to the inner wall of the bearing housing 13 and is arranged on the turbine blade 6 side (the left side in the drawing) of the collar 20. The thrust bearing 22 is fixed to the inner wall of the bearing housing 13 and is arranged on the collar 20 on the compressor impeller 7 side (the right side in the figure). As described above, the turbocharger 1 includes the thrust bearing 21 on the turbine 2 side and the thrust bearing 22 on the compressor 3 side.

スラスト軸受２１は、タービン２側からカラー２０に当接する。スラスト軸受２１の側面に設けられたパッドがカラー２０に摺接することにより、スラスト軸受２１は、スラスト力を受ける。スラスト軸受２２は、コンプレッサ３側からカラー２０に当接する。スラスト軸受２２の側面に設けられたパッドがカラー２０に摺接することにより、スラスト軸受２２は、スラスト力を受ける。過給機１では、回転体１２が回転軸線Ｈ方向に僅かに移動可能な構造になっている。回転体１２が移動するとき、２つのスラスト軸受２１，２２は、カラー２０に摺接して、回転体１２に加わるスラスト力を支える。スラスト軸受２１およびスラスト軸受２２は、たとえばすべり軸受である。 The thrust bearing 21 contacts the collar 20 from the turbine 2 side. The thrust bearing 21 receives a thrust force when the pad provided on the side surface of the thrust bearing 21 is in sliding contact with the collar 20. The thrust bearing 22 contacts the collar 20 from the compressor 3 side. When the pad provided on the side surface of the thrust bearing 22 is in sliding contact with the collar 20, the thrust bearing 22 receives a thrust force. The supercharger 1 has a structure in which the rotating body 12 is slightly movable in the direction of the rotation axis H. When the rotating body 12 moves, the two thrust bearings 21 and 22 are in sliding contact with the collar 20 and support the thrust force applied to the rotating body 12. The thrust bearing 21 and the thrust bearing 22 are, for example, sliding bearings.

軸受ハウジング１３には、潤滑油を供給するための潤滑油流路２３が形成されており、スラスト軸受２２の側面には、潤滑油流路２３から供給された潤滑油を流通させる溝部２２ａが設けられている。スラスト軸受２２に供給された潤滑油は、カラー２０を介してスラスト軸受２１へも供給されるようになっている。 The bearing housing 13 is provided with a lubricating oil passage 23 for supplying lubricating oil, and a groove 22 a for circulating the lubricating oil supplied from the lubricating oil passage 23 is provided on the side surface of the thrust bearing 22. It has been. The lubricating oil supplied to the thrust bearing 22 is also supplied to the thrust bearing 21 via the collar 20.

タービンハウジング４には、排気ガス流入口（図示せず）および排気ガス流出口１０が設けられている。内燃機関（図示せず）から排出された排気ガス（流体）が、排気ガス流入口を通じてタービンハウジング４内に流入し、スクロール部４ａを通じてタービン翼車６に流入し、タービン翼車６を回転させる。その後、排気ガスは、排気ガス流出口１０を通じてタービンハウジング４外に流出する。 The turbine housing 4 is provided with an exhaust gas inlet (not shown) and an exhaust gas outlet 10. Exhaust gas (fluid) discharged from an internal combustion engine (not shown) flows into the turbine housing 4 through the exhaust gas inlet, flows into the turbine impeller 6 through the scroll portion 4a, and rotates the turbine impeller 6. . Thereafter, the exhaust gas flows out of the turbine housing 4 through the exhaust gas outlet 10.

コンプレッサハウジング５には、吸入口９および吐出口（図示せず）が設けられている。上記のようにタービン翼車６が回転すると、回転軸１４を介してコンプレッサ翼車７が回転する。回転するコンプレッサ翼車７は、吸入口９を通じて外部の空気を吸入し、圧縮して、スクロール部５ａを通じて吐出口から吐出する。吐出口から吐出された圧縮空気は、前述の内燃機関に供給される。 The compressor housing 5 is provided with a suction port 9 and a discharge port (not shown). When the turbine impeller 6 rotates as described above, the compressor impeller 7 rotates via the rotating shaft 14. The rotating compressor wheel 7 sucks outside air through the suction port 9, compresses it, and discharges it from the discharge port through the scroll portion 5a. The compressed air discharged from the discharge port is supplied to the aforementioned internal combustion engine.

続いて、図１を参照して、バランス検査装置３０について説明する。バランス検査装置３０は、過給機１の軸受ハウジング１３を支持する振動台３１と、振動台３１上に固定されて、軸受ハウジング１３を保持する下側保持部３２および上側保持部３３とを備えている。下側保持部３２と上側保持部３３とによって軸受ハウジング１３が挟持されており、締結部３６によって、軸受ハウジング１３が振動台３１上で固定されている。なお、過給機１が設置される台の形態は、本実施形態に限定されない。過給機１の軸受ハウジング１３が設置・固定できる種々の形態を採用可能である。 Next, the balance inspection apparatus 30 will be described with reference to FIG. The balance inspection device 30 includes a vibration table 31 that supports the bearing housing 13 of the supercharger 1, and a lower holding unit 32 and an upper holding unit 33 that are fixed on the vibration table 31 and hold the bearing housing 13. ing. The bearing housing 13 is held between the lower holding portion 32 and the upper holding portion 33, and the bearing housing 13 is fixed on the vibration table 31 by the fastening portion 36. In addition, the form of the stand in which the supercharger 1 is installed is not limited to this embodiment. Various forms in which the bearing housing 13 of the supercharger 1 can be installed and fixed can be adopted.

軸受ハウジング１３の回転軸線Ｈ方向の一方（図示左側）には、タービン側治具３４が取り付けられている。軸受ハウジング１３の回転軸線Ｈ方向の他方（図示右側）には、コンプレッサ側治具３５が取り付けられている。タービン側治具３４は、過給機１のタービンハウジング４と略同様の形状を有しており、タービン翼車６を収納する。タービン側治具３４は、常温の空気が高圧で供給される流入流路（図示せず）と、空気が排出される流出流路Ｐｃとを備えている。コンプレッサ側治具３５は、過給機１のコンプレッサハウジング５と略同様の形状を有しており、コンプレッサ翼車７を収納する。コンプレッサ側治具３５は、空気が吸込まれる吸入流路Ｐａと、圧縮空気が吐出される吐出管３７および吐出流路Ｐｂとを備えている。このように、回転体１２のバランス検査時には、過給機１のタービンハウジング４とコンプレッサハウジング５とが取り外され、回転体１２を有する軸受ハウジング１３に、タービン側治具３４およびコンプレッサ側治具３５が取り付けられる。 A turbine side jig 34 is attached to one side (the left side in the drawing) of the bearing housing 13 in the direction of the rotation axis H. A compressor side jig 35 is attached to the other side (right side in the drawing) of the bearing housing 13 in the direction of the rotation axis H. The turbine side jig 34 has substantially the same shape as the turbine housing 4 of the supercharger 1 and houses the turbine impeller 6. The turbine-side jig 34 includes an inflow channel (not shown) through which normal temperature air is supplied at a high pressure and an outflow channel Pc through which air is discharged. The compressor side jig 35 has substantially the same shape as the compressor housing 5 of the supercharger 1 and houses the compressor impeller 7. The compressor side jig 35 includes a suction flow path Pa through which air is sucked, a discharge pipe 37 through which compressed air is discharged, and a discharge flow path Pb. As described above, when the balance of the rotating body 12 is inspected, the turbine housing 4 and the compressor housing 5 of the supercharger 1 are detached, and the turbine side jig 34 and the compressor side jig 35 are attached to the bearing housing 13 having the rotating body 12. Is attached.

バランス検査装置３０は、さらに、加速度ピックアップ３８と、回転検出器３９と、演算部４０とを備えている。加速度ピックアップ３８は、たとえば磁石によって軸受ハウジング１３に取り付けられている。加速度ピックアップ３８は、回転体１２の高速回転時に、その加速度（振動）を検出する。回転検出器３９は、コンプレッサ翼車７の近傍に設置されている。回転検出器３９は、回転体１２の高速回転時に、コンプレッサ翼車７のアンバランス量を検出する。 The balance inspection device 30 further includes an acceleration pickup 38, a rotation detector 39, and a calculation unit 40. The acceleration pickup 38 is attached to the bearing housing 13 with a magnet, for example. The acceleration pickup 38 detects the acceleration (vibration) when the rotating body 12 rotates at a high speed. The rotation detector 39 is installed in the vicinity of the compressor impeller 7. The rotation detector 39 detects the unbalance amount of the compressor impeller 7 when the rotating body 12 rotates at a high speed.

演算部４０は、加速度ピックアップ３８および回転検出器３９にそれぞれ電気的に接続されている。演算部４０は、加速度ピックアップ３８および回転検出器３９で検出されたデータに基づき、ナット１６の削り量等を演算する。バランス検査装置３０は、振動台３１の側方に研削機（図示せず）を備えており、研削機によってナット１６を研削することにより、回転体１２のアンバランスが修正される。このように、バランス検査装置３０は、回転体１２の修正装置としての機能も有している。なお、演算部４０は、コンプレッサ翼車７の削り量等を演算してもよく、研削機によってコンプレッサ翼車７の一部が研削されてもよい。 The calculation unit 40 is electrically connected to the acceleration pickup 38 and the rotation detector 39, respectively. The calculation unit 40 calculates the amount of shaving of the nut 16 based on the data detected by the acceleration pickup 38 and the rotation detector 39. The balance inspection apparatus 30 includes a grinding machine (not shown) on the side of the vibration table 31, and the nut 16 is ground by the grinding machine, so that the unbalance of the rotating body 12 is corrected. Thus, the balance inspection device 30 also has a function as a correction device for the rotating body 12. In addition, the calculating part 40 may calculate the amount of cutting of the compressor impeller 7, etc., and a part of the compressor impeller 7 may be ground with a grinder.

本実施形態のバランス検査装置３０では、コンプレッサ側治具３５の吸入流路Ｐａに、第１のオリフィス板（第１のオリフィス部）４１が取り付けられている。円形の第１のオリフィス板４１には、中央に１つの円形の孔部４１ａが設けられている（図３（ａ）参照）。この孔部４１ａにより、第１のオリフィス板４１は、吸入流路Ｐａの断面積を縮小する。孔部４１ａが設けられる範囲すなわち第１のオリフィス板４１の開口度は、適宜、設定可能である。 In the balance inspection apparatus 30 of the present embodiment, a first orifice plate (first orifice portion) 41 is attached to the suction flow path Pa of the compressor side jig 35. The circular first orifice plate 41 is provided with one circular hole 41a at the center (see FIG. 3A). By this hole 41a, the first orifice plate 41 reduces the cross-sectional area of the suction flow path Pa. The range in which the hole 41a is provided, that is, the opening degree of the first orifice plate 41 can be set as appropriate.

さらに、コンプレッサ側治具３５の吐出流路Ｐｂには、第２のオリフィス板（第２のオリフィス部）４２が取り付けられている。円形の第２のオリフィス板４２には、中央に１つの円形の孔部４２ａが設けられている。この孔部４２ａにより、第２のオリフィス板４２は、吐出流路Ｐｂの断面積を縮小する。孔部４２ａが設けられる範囲すなわち第２のオリフィス板４２の開口度は、適宜、設定可能である。 Further, a second orifice plate (second orifice portion) 42 is attached to the discharge flow path Pb of the compressor side jig 35. The circular second orifice plate 42 is provided with one circular hole 42a at the center. By this hole 42a, the second orifice plate 42 reduces the cross-sectional area of the discharge flow path Pb. The range in which the hole 42a is provided, that is, the opening degree of the second orifice plate 42 can be set as appropriate.

これらの第１のオリフィス板４１および第２のオリフィス板４２は、上述したスラスト軸受２１およびスラスト軸受２２に加わるスラスト力のバランスを取るために設けられている。最高回転数の９０％以上の高速回転運転を行うバランス検査装置３０では、スラスト軸受２１およびスラスト軸受２２を保護するために、第１のオリフィス板４１および第２のオリフィス板４２は重要な役割を担っている。 The first orifice plate 41 and the second orifice plate 42 are provided to balance the thrust force applied to the thrust bearing 21 and the thrust bearing 22 described above. In the balance inspection apparatus 30 that performs high-speed rotation operation of 90% or more of the maximum rotation speed, the first orifice plate 41 and the second orifice plate 42 play an important role in order to protect the thrust bearing 21 and the thrust bearing 22. I'm in charge.

次に、バランス検査装置３０を用いた過給機１の回転バランス検査方法および修正方法を説明する。まず、回転体１２および軸受ハウジング１３をバランス検査装置３０にセットする。タービン側治具３４の流入流路に、常温の高圧空気を供給する。高圧空気の供給により、回転体１２（タービン翼車６、コンプレッサ翼車７および回転軸１４）が高速回転する。タービン側治具３４に供給された空気は、流出流路Ｐｃを介してタービン側治具３４外に流出する。一方、タービン翼車６が回転すると、第１のオリフィス板４１の孔部４１ａおよび吸入流路Ｐａを通じて空気が吸入し、圧縮される。圧縮空気は、吐出流路Ｐｂおよび第２のオリフィス板４２の孔部４２ａを通じて排出される。 Next, a rotation balance inspection method and a correction method for the supercharger 1 using the balance inspection device 30 will be described. First, the rotating body 12 and the bearing housing 13 are set in the balance inspection device 30. Normal temperature high pressure air is supplied to the inflow passage of the turbine side jig 34. By supplying the high-pressure air, the rotating body 12 (the turbine impeller 6, the compressor impeller 7 and the rotating shaft 14) rotates at a high speed. The air supplied to the turbine side jig 34 flows out of the turbine side jig 34 through the outflow passage Pc. On the other hand, when the turbine impeller 6 rotates, air is sucked and compressed through the hole 41a of the first orifice plate 41 and the suction flow path Pa. The compressed air is discharged through the discharge passage Pb and the hole 42 a of the second orifice plate 42.

回転体１２がアンバランス量の計測を行う所定の回転速度まで到達したら、加速度ピックアップ３８により加速度（振動）および位相を検出する。これとともに、回転検出器３９により回転検出器３９により回転体１２の回転角度を検出し、コンプレッサ翼車７のアンバランス量を検出する。演算部４０は、これらの検出データに基づいて、ナット１６の削り量等を演算する。この演算結果は、図示しないディスプレイまたはプリンター等に出力される。 When the rotating body 12 reaches a predetermined rotational speed at which the unbalance amount is measured, acceleration (vibration) and phase are detected by the acceleration pickup 38. At the same time, the rotation detector 39 detects the rotation angle of the rotating body 12 by the rotation detector 39 and detects the unbalance amount of the compressor wheel 7. The calculation unit 40 calculates the amount of shaving of the nut 16 based on these detection data. This calculation result is output to a display or a printer (not shown).

バランス検査装置３０は、この演算結果に基づいて、回転バランスの修正を行う。具体的には、バランス検査装置３０は、ナット１６またはコンプレッサ翼車７の一部を研削する。以上の工程を繰り返し、加速度が許容値以下であることを確認したら、検査および修正工程を終了し、回転体１２および軸受ハウジング１３をバランス検査装置３０から取り外す。 The balance inspection apparatus 30 corrects the rotation balance based on the calculation result. Specifically, the balance inspection device 30 grinds the nut 16 or a part of the compressor impeller 7. When the above steps are repeated and it is confirmed that the acceleration is equal to or less than the allowable value, the inspection and correction steps are finished, and the rotating body 12 and the bearing housing 13 are removed from the balance inspection device 30.

バランス検査装置３０によれば、コンプレッサ側治具３５の吸入流路Ｐａには、その断面積を縮小する第１のオリフィス板４１が設けられるため、コンプレッサ側治具３５の吸入圧力を下げることができ、コンプレッサの動力が下がることによって回転体１２の回転数を上げることができる。このように、作動点を調整することができるため、タービン側治具３４においても、流入圧力を下げることができる。よって、回転体１２のバランス検査を行う際に、常温域の空気を用いる場合でも、タービンの出力を上げるためにタービン翼車６への流入圧力が高くなりすぎることを抑制でき、その結果としてスラスト力を低減できる。その結果として、特にタービン２側のスラスト軸受２１を保護することができる。また、第１のオリフィス板４１の孔部４１ａの直径を適宜設定することで、吸入流路Ｐａの断面積を調整できるので、作動点を任意に調整可能である。 According to the balance inspection device 30, the suction passage Pa of the compressor-side jig 35 is provided with the first orifice plate 41 that reduces the cross-sectional area, so that the suction pressure of the compressor-side jig 35 can be reduced. In addition, the rotational speed of the rotating body 12 can be increased by reducing the power of the compressor. Thus, since the operating point can be adjusted, the inflow pressure can be lowered also in the turbine side jig 34. Therefore, when the balance inspection of the rotating body 12 is performed, even when air in a room temperature range is used, it is possible to suppress the inflow pressure to the turbine impeller 6 from being excessively increased in order to increase the output of the turbine. Power can be reduced. As a result, particularly the thrust bearing 21 on the turbine 2 side can be protected. Further, by appropriately setting the diameter of the hole 41a of the first orifice plate 41, the sectional area of the suction flow path Pa can be adjusted, so that the operating point can be arbitrarily adjusted.

上記したように、第１のオリフィス板４１によって、タービン側治具３４への流入圧力の低下を図ることができ、タービン２側のスラスト軸受２１を保護することができる。さらには、コンプレッサ側治具３５の吐出流路Ｐｂに第２のオリフィス板４２が設けられることにより、吐出流路Ｐｂの断面積を調整することができる。これによっても、作動点を調整することができる。たとえば、第２のオリフィス板４２の開口度を大きくすることによって吐出流路Ｐｂの断面積を大きくすれば、吐出圧力を低下させることができ、コンプレッサ３側のスラスト軸受を保護することができる。 As described above, the first orifice plate 41 can reduce the inflow pressure to the turbine side jig 34 and protect the thrust bearing 21 on the turbine 2 side. Furthermore, by providing the second orifice plate 42 in the discharge flow path Pb of the compressor-side jig 35, the cross-sectional area of the discharge flow path Pb can be adjusted. This also makes it possible to adjust the operating point. For example, if the opening area of the second orifice plate 42 is increased to increase the cross-sectional area of the discharge flow path Pb, the discharge pressure can be reduced and the thrust bearing on the compressor 3 side can be protected.

コンプレッサ側治具３５にオリフィスが設けられない従来の構成では、特に、近年の高速化に対応しようとすると、常温エアを用いた運転では、タービン側治具３４への流入圧力が増大して実車搭載時とスラストバランスが変わってしまう。上記実施形態のバランス検査装置３０によれば、好適なスラストバランスを保つことができ、スラスト軸受２１の摩耗を抑制することができる。バランス検査装置３０は、常温エア駆動の高速バランサにおいて、特に有利な効果を発揮する。 In the conventional configuration in which the orifice is not provided in the compressor side jig 35, especially when trying to cope with the recent increase in speed, in the operation using room temperature air, the inflow pressure to the turbine side jig 34 increases and the actual vehicle Thrust balance will change when installed. According to the balance inspection device 30 of the above embodiment, a suitable thrust balance can be maintained, and wear of the thrust bearing 21 can be suppressed. The balance inspection device 30 exhibits a particularly advantageous effect in a high-speed balancer driven by room temperature air.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、第１のオリフィス部は、上記した第１のオリフィス板４１に限られない。図３（ｂ）に示されるように、中央の１つの孔部４３ａと、孔部４３ａの周囲で１８０度の位置に設けられた２つの孔部４３ｂとを備えた第１のオリフィス板４３であってもよい。図３（ｃ）に示されるように、中央の１つの孔部４４ａと、孔部４４ａの周囲で周方向に等間隔に設けられた複数の孔部４４ｂ（図示された例では４５度間隔で８つ）とを備えた第１のオリフィス板４４であってもよい。図３（ｄ）に示されるように、中央の１つの孔部４５ａと、孔部４５ａの周囲で１８０度の位置に設けられた２つの孔部４５ｂとを備えた第１のオリフィス板４５を用い、１つの孔部４５ａ内に２つの孔部４４ｂが含まれるように構成してもよい。この場合、第１のオリフィス板４４と第１のオリフィス板４５を重ね合わせることにより、開口度を調整することができる。さらに、第１のオリフィス部は、流路の断面積を調整することができる機構であれば、たとえば、バタフライ弁など公知のバルブ機構を用いてもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, the first orifice portion is not limited to the first orifice plate 41 described above. As shown in FIG. 3B, a first orifice plate 43 having one hole 43a at the center and two holes 43b provided at 180 degrees around the hole 43a. There may be. As shown in FIG. 3C, one hole 44a at the center and a plurality of holes 44b provided at equal intervals in the circumferential direction around the hole 44a (in the illustrated example, at intervals of 45 degrees). 8). The first orifice plate 44 may be provided. As shown in FIG. 3D, a first orifice plate 45 having a central hole 45a and two holes 45b provided at a position of 180 degrees around the hole 45a is provided. It may be configured such that two holes 44b are included in one hole 45a. In this case, the opening degree can be adjusted by overlapping the first orifice plate 44 and the first orifice plate 45. Furthermore, the first orifice portion may be a known valve mechanism such as a butterfly valve, for example, as long as it can adjust the cross-sectional area of the flow path.

検査対象の過給機は、電動過給機であってもよい。スラスト軸受２１およびスラスト軸受２２は、すべり軸受である場合に限られず、玉軸受等の転がり軸受であってもよい。バランス検査装置３０が常温エア駆動である場合について説明したが、本発明のバランス検査装置は、加熱された空気を用いる型式であってもよい。演算部４０は、振動台３１から離れた場所に設けられてもよい。この場合、加速度ピックアップ３８および回転検出器３９からの検出信号が無線で送信される構成のバランス検査システムの態様を採ってもよい。さらに、特開２０１４−２１８９０３公報に示すように、パルセーションを検査するパルセーション検査部（図示せず）を設けて、パルセーション検査を、回転体のバランス検査と同時に行ってもよい。 The supercharger to be inspected may be an electric supercharger. The thrust bearing 21 and the thrust bearing 22 are not limited to sliding bearings, and may be rolling bearings such as ball bearings. Although the case where the balance inspection apparatus 30 is driven at room temperature and air has been described, the balance inspection apparatus of the present invention may be of a type that uses heated air. The calculation unit 40 may be provided at a location away from the vibration table 31. In this case, an aspect of a balance inspection system configured to wirelessly transmit detection signals from the acceleration pickup 38 and the rotation detector 39 may be employed. Furthermore, as shown in JP 2014-218903 A, a pulsation inspection unit (not shown) for inspecting pulsation may be provided, and the pulsation inspection may be performed simultaneously with the balance inspection of the rotating body.

１過給機
２タービン
３コンプレッサ
４タービンハウジング
５コンプレッサハウジング
６タービン翼車
７コンプレッサ翼車
１２回転体
１３軸受ハウジング
１４回転軸
１６ナット
２０カラー
２１スラスト軸受（タービン２側のスラスト軸受）
２２スラスト軸受（コンプレッサ３側のスラスト軸受）
３０バランス検査装置
３４タービン側治具
３５コンプレッサ側治具
４１、４３、４４、４５第１のオリフィス板（第１のオリフィス部）
４２第２のオリフィス板（第２のオリフィス部）
Ｈ回転軸線
Ｐａ吸入流路
Ｐｂ吐出流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Supercharger 2 Turbine 3 Compressor 4 Turbine housing 5 Compressor housing 6 Turbine impeller 7 Compressor impeller 12 Rotating body 13 Bearing housing 14 Rotating shaft 16 Nut 20 Collar 21 Thrust bearing (Thrust bearing on the turbine 2 side)
22 Thrust bearing (compressor 3 side thrust bearing)
30 Balance inspection device 34 Turbine side jig 35 Compressor side jigs 41, 43, 44, 45 First orifice plate (first orifice part)
42 Second orifice plate (second orifice part)
H Rotation axis Pa Suction channel Pb Discharge channel

Claims

A balance inspection device for inspecting a balance of a rotating body of a supercharger in which a turbine impeller and a compressor impeller are provided at both ends of a rotating shaft,
The rotating shaft is provided with at least one thrust bearing mounted in a bearing housing and supporting the rotating shaft;
A turbine-side jig that is disposed on one side in the axial direction of the bearing housing and houses the turbine impeller;
A compressor-side jig that is disposed on the other axial direction of the bearing housing and houses the compressor impeller;
A balance inspection apparatus comprising: a first orifice portion provided in the suction flow path of the compressor side jig and reducing a cross-sectional area of the suction flow path.

The thrust bearing includes a turbine-side thrust bearing disposed on the turbine impeller side of a collar provided on the rotating shaft, and a compressor-side thrust bearing disposed on the compressor impeller side of the collar. Including
The balance inspection apparatus according to claim 1, further comprising a second orifice portion provided in a discharge flow path of the compressor side jig to reduce a cross-sectional area of the discharge flow path.