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
【課題】電動過給機のバランス修正を精度よく実施する。
【解決手段】ＰＣは、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、回転シャフトを予め定められた目標回転数まで回転させるステップ（Ｓ１００）と、振動測定するステップ（Ｓ１０２）と、回転を停止させるステップ（Ｓ１０４）と、振動が許容範囲内でないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、アンバランス量および位相を算出するステップ（Ｓ１０８）と、アンバランス状態を修正するステップ（Ｓ１１０）とを含む、プログラムを実行する。
【解決手段】ＰＣは、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、回転シャフトを予め定められた目標回転数まで回転させるステップ（Ｓ１００）と、振動測定するステップ（Ｓ１０２）と、回転を停止させるステップ（Ｓ１０４）と、振動が許容範囲内でないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、アンバランス量および位相を算出するステップ（Ｓ１０８）と、アンバランス状態を修正するステップ（Ｓ１１０）とを含む、プログラムを実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、バランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達可能な構成を有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。
【背景技術】
【０００２】
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。回転シャフトは非常に高回転になるまで回転するため、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。
【０００３】
回転電機のバランスを調整するものとして、たとえば、特開平２−２３１９５７号公報（特許文献１）は、回転バランスの調整を実使用に即したものとし、調整の精度を向上する回転バランス調整装置を開示する。この回転バランス調整装置は、モータのロータ部を回転させ、回転による基台の振動を分析してロータ部の回転バランスを調整する。回転バランス調整装置は、基台と一体にされ且つモータ全体を装着するモータ支持部を備え、装着されたモータ自身に通電することによってロータ部の回転を行なうようにしたことを特徴とする。
【０００４】
この公報に開示された回転バランス調整装置によると、モータは、実際に使用されるのと全く同じ状況で回転されることになるから、回転バランスの調整は実使用に即したものとなり、調整の精度が向上する。
【特許文献１】特開平２−２３１９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，電動過給機に用いられる回転電機は、排気エネルギを受けるタービンホイールの回転をアシストするものであり、不必要に強力な回転電機を用いることは無い。したがって、タービンホイールが排気エネルギを受けない状態で、アンバランス修正のために回転電機単独でタービンホイールおよびコンプレッサホイールを回転させた場合には、タービンホイールおよびコンプレッサホイールが空気を流動させることによる負荷の影響で、アンバランス状態を検知するために必要な高回転まで電動過給機の回転数を上昇させることが困難になる可能性がある。
【０００６】
上述した公報に開示された回転バランス調整装置においては、タービンホイールやコンプレッサホイールの回転負荷により、アンバランス状態を検知するために必要な高回転まで回転数を上昇させることが困難になることについて全く考慮されていない。そのため、上述したような問題を解決することはできない。
【０００７】
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、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する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を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。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、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させるための手段と、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、回転子のアンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および空気の排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。その結果、回転シャフトの回転数をより高く上昇させることが可能となる。これにより、目標回転数に容易に到達させることができる。したがって、電動過給機における実使用回転数領域におけるアンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子のアンバランス状態を修正することができる。そのため、回転シャフトのバランス修正の精度が向上する。したがって、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する電動過給機のバランス修正装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る電動過給機のバランス修正装置は、第１の発明の構成に加えて、回転子の回転位置を固定するように固定子に電力を供給するための手段をさらに含む。修正手段は、回転子が予め定められた位置に固定されている状態で回転子のアンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、たとえば、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転シャフトのアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。そのため、カバーに形成される貫通穴の面積を小さくすることができる。これにより、回転子を回転させたときに、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。したがって、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００１２】
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、修正手段は、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出するための算出手段と、算出された切削量に基づいて、回転シャフトの構成部品の一部分を切削部材により切削して回転子のアンバランス状態を修正するための切削手段とを含む。
【００１３】
第３の発明によると、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転子のアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。さらに、検知されたアンバランス量に基づいて、挿入位置に対応した切削量を算出することにより、切削部材が挿入される位置を予め定められた位置にさらに固定することができる。すなわち、カバーに形成される貫通穴は少なくとも切削部材が貫通可能であればよいため、貫通穴の面積をさらに小さくすることができる。そのため、回転子を回転させたときの、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。これにより、回転シャフトが回転しても、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００１４】
第４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３の発明の構成に加えて、カバーには、切削部材が貫通する貫通穴と、回転軸周りの一部分に開口部とが形成される。
【００１５】
第４の発明によると、たとえば、回転シャフトの構成部品の一部を切削することにより回転シャフトのアンバランス状態を修正するようにすると、切削により切削粉などが回転シャフトの軸受部分に付着する可能性がある。軸受部分に切削粉が付着すると、軸受部に傷が発生して、電動過給機の性能が低下する場合がある。そのため、カバーの回転軸周りの一部分に開口部を形成することにより、開口部から切削により生じた切削粉を吸引するなどして、切削粉を排出することができる。そのため、電動過給機の性能の低下を抑制することができる。カバーに貫通穴を設けることにより、切削部材を回転シャフトに接触させることができる。
【００１６】
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、開口部および貫通穴には、開閉可能な機構が設けられる。
【００１７】
第５の発明によると、開口部および貫通穴が閉じられている場合においては、カバーによりコンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および空気の排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、回転シャフトの回転数をより上昇させることが可能となる。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。一方、開口部および貫通穴が開かれている場合においては、切削部材（たとえば、エンドミル）を回転シャフトに接触させることができ、さらに、開口部から切削により生じた切削粉を吸引するなどして切削粉を排出することができる。そのため、電動過給機の性能の低下を抑制することができる。
【００１８】
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１〜５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。変位検知手段は、回転シャフトの両端部に設けられ、カバーにより支持される。
【００１９】
第６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。
【００２０】
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１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、電動過給機に生じた振動を検知する振動検知手段を含む。振動検知手段は、電動過給機の筐体に設けられる。
【００２１】
第７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。
【００２２】
第８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。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、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させるステップと、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、回転子のアンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。
【００２３】
第８の発明によると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および空気の排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。その結果、回転シャフトの回転数をより高く上昇させることが可能となる。これにより、目標回転数に容易に到達させることができる。したがって、電動過給機における実使用回転数領域におけるアンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子のアンバランス状態を修正することができる。そのため、回転シャフトのバランス修正の精度が向上する。したがって、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する電動過給機のバランス修正方法を提供することができる。
【００２４】
第９の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、第８の発明の構成に加えて、回転子の回転位置を固定するように固定子に電力を供給するステップをさらに含む。修正ステップは、回転子が予め定められた位置に固定されている状態で回転子のアンバランスを修正するステップを含む。
【００２５】
第９の発明によると、たとえば、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転シャフトのアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。そのため、カバーに形成される貫通穴の面積を小さくすることができる。これにより、回転子を回転させたときに、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。したがって、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００２６】
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、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出する算出ステップと、算出された切削量に基づいて、回転シャフトの構成部品の一部分を切削して回転子のアンバランス状態を修正する切削ステップとを含む。
【００２７】
第１０の発明によると、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転子のアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。さらに、検知されたアンバランス量に基づいて、挿入位置に対応した切削量を算出することにより、切削部材が挿入される位置を予め定められた位置にさらに固定することができる。すなわち、カバーに形成される貫通穴は少なくとも切削部材が貫通可能であればよいため、貫通穴の面積をさらに小さくすることができる。そのため、回転子を回転させたときの、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。これにより、回転シャフトが回転しても、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００２８】
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８〜１０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設けられ、カバーにより支持される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変位検知ステップを含む。
【００２９】
第１１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。
【００３０】
第１２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８〜１０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振動検知ステップを含む。
【００３１】
第１２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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
＜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、ＮＣ（Numerical Control）工作機械４００，４０４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とから構成される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。回転シャフト２１０は、上述した構成部品が組み付けられた後に、ナット２３６が締結されることにより固定される。
【００３９】
ロータ２１４とコンプレッサホイール２０６とは、回転シャフト２１０の回転方向に対して位置決めされて設けられる。たとえば、回転シャフト２１０の外周面に軸方向に沿って溝形状が形成され、ロータ２１４（あるいは、コンプレッサホイール２０６）の内周面に溝形状と嵌合可能な突起形状が形成されるようにしてもよい。このようにすると、回転シャフト２１０へのロータ２１４の組み付けの際に、突起形状を溝形状に嵌合することにより、ロータ２１４が回転方向に位置決めされる。
【００４０】
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。
【００４１】
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の軸部分が嵌合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を軸方向に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。
【００４２】
ラジアルベアリング２２２，２２４は、軸中心が回転軸と合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２０６側の軸部分を回転自在に支持する。
【００４３】
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、ＰＣ（Personal Computer）１１８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のバランス修正処理は、ＰＣ１１８により実行されるプログラムにより実現される。
【００４４】
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。
【００４５】
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は、ＰＣ１１８がインバータ１０２を介して制御する。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。図２に、図１の矢視Ａから視たカバー１０８の外観を示す。
【００５０】
図２に示すように、カバー１０８は、軸方向から視て円筒形状を有する。カバー１０８の軸中心には、予め定められた半径を有する円形状の貫通穴２６４が形成される。貫通穴２６４の半径は、ＮＣ工作機械４００に設けられるエンドミル４０２が挿入されたときに、エンドミル４０２がナット２３６の全周に接触可能になる半径であれば、特に限定されるものではない。
【００５１】
なお、カバー１１０についても同様に軸中心に貫通穴２６６が設けられる。その詳細な説明は繰り返さない。
【００５２】
ＮＣ工作機械４００は、ＰＣ１１８の制御信号を受信すると、ナット２３６の一部分を切削するようにエンドミル４０２を作動させる。ＮＣ工作機械４０４についても同様に、ＰＣ１１８の制御信号を受信すると、タービンホイール２０８の一部分を切削するようにエンドミル４０６を作動させる。
【００５３】
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３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３０２とタービンハウジング３０４とが設けられる。
【００５４】
コンプレッサハウジング３０２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３０２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。
【００５５】
タービンハウジング３０４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３０４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。
【００５６】
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３０４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。
【００５７】
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３０２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。
【００５８】
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３０２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３０２内の過給圧が強制的に上昇するように制御される。
【００５９】
このような電動過給機２１６においては、エンジンに搭載される前に、回転シャフト２１０のアンバランス状態がバランス修正装置により修正される。たとえば、図４に示すように、コンプレッサハウジング３０２を取り外した状態で、タービンハウジング３０４内に空気を送り込むことにより、供給された空気圧で回転シャフト２１０の回転数をアンバランス量を検知するための目標回転数まで上昇させた後、アンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に応じて回転シャフト２１０の構成部品を切削することが考えられる。しかしながら、タービンホイール２０８側の回転シャフト２１０は、タービンハウジング３０４により覆われるため、バランス修正は、コンプレッサホイール２０６側の構成部品（たとえば、ナット２３６）を切削することでしか実施できない。そのため、バランス修正に長時間を要する場合もある。さらに、タービンホイール２０８側がタービンハウジング３０４により覆われるため、タービンホイール２０８側でのバランス修正を実施することができない。そのため、コンプレッサホイール２０６側の構成部品だけでは修正しきれない場合には、ロータ２１４を再度組み付け直す必要性が生じる。
【００６０】
さらに、コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４を取り外した状態で、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の回転数を上昇させることも考えられるが、上述したように、コイルへの電力供給により得られる電動過給機２１６の回転数は、エンジンの低回転数領域に対応するものである。電動過給機２１６の実使用回転数領域は、コイルへの電力供給により回転力が付与される回転数領域よりも高い。そのため、コイルへの電力供給によりアンバランス量を検知するための目標回転数まで回転シャフト２１０を上昇させることが困難になる場合もある。
【００６１】
そこで、本発明は、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲をそれぞれカバー１０８，１１０で覆った状態で、電動過給機２１６のステータ２３４に電力を供給して、回転シャフト２１０を予め定められた目標回転数まで回転させることにより、ＰＣ１１８がアンバランス量を検知する点に特徴を有する。
【００６２】
以下、図５を参照して、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。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、バランス修正前に行われてもよいし、バランス修正の手順に含められてもよい。
【００６３】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００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。
【００６４】
Ｓ１０２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２１０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。
【００６５】
Ｓ１０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０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。
【００６６】
Ｓ１０６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。振動が許容範囲内の振動であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００６７】
Ｓ１０８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２１０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２１０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２１４の回転角度は、たとえば、レゾルバ等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。
【００６８】
Ｓ１１０にて、ＰＣ１１８は、バランス修正を実施する。具体的には、算出されたアンバランス量および位相に基づいて、回転シャフト２１０の切削される位置および切削量が決定される。なお、切削される位置については、回転シャフト２１０のコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８のうちの少なくともいずれか一方に決定される。たとえば、アンバランス量が比較的大きい場合には、回転シャフト２１０の両端部双方が切削位置として決定される。また、アンバランス量が比較的小さい場合には、回転シャフト２１０の両端部のうちのいずれか一方が切削位置として決定される。算出されたアンバランス量および位相と、切削位置および切削量との関係は、予め実験等により適合されるものであって、特に限定されるものではない。
【００６９】
切削位置および切削量が決定されると、ＰＣ１１８は、ＮＣ工作機械４００，４０４に制御信号を送信する。ＮＣ工作機械４００，４０４は、受信した制御信号に基づいて、決定された切削位置において決定された切削量だけ回転シャフト２１０の一部分を切削する。本実施の形態においては、たとえば、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分の一部は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されるが、特に、切削される構成部品は、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分に限定されるものではない。なお、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【００７０】
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。
【００７１】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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。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２１０の回転数が上昇する。
【００７２】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト２１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト２１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【００７３】
そして、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（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。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２１０の回転が停止される（Ｓ１０４）。
【００７４】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６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（Ｓ１０８）。
【００７５】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づいて回転シャフト２１０のアンバランス状態が修正される（Ｓ１１０）。このとき、アンバランス量および位相に基づいて切削位置および切削量が決定されると、回転シャフト２１０のナット２３６またはタービンホイール２０８は、ＮＣ工作機械４００，４０４により決定された切削位置において決定された切削量だけ切削される。このとき、回転シャフト２１０を構成する部品の一部分は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されて、回転シャフト２１０のバランス状態が変化する。また、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【００７６】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト２１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【００７７】
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、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機のステータに電力を供給して、回転シャフトを回転させると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、回転シャフトの回転数をより上昇させることが可能となる。そのため、目標回転数に容易に到達させることができる。したがって、コンプレッサハウジングおよびタービンハウジングを取り外した状態で、電動過給機における実使用回転数領域におけるアンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に基づいて、ロータのアンバランス状態を修正することができる。すなわち、回転シャフトの両端側を切削加工するなどしてバランス修正が図れるため、回転シャフトのバランス修正の精度が向上する。したがって、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する電動過給機のバランス修正装置を提供することができる。
【００７８】
また、加速度ピックアップセンサを用いて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。
【００７９】
なお、好ましくは、カバーには、開口部および貫通穴を開閉する機構として、たとえば、蓋部材がそれぞれ設けられることが望ましい。このようにすると、アンバランス量を検知する際においては、開口部および貫通穴を塞ぐように蓋部材を閉じておくことにより、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減されて、回転シャフトの回転数を目標回転数に容易に到達させることができる。また、バランス修正時においては、貫通穴が貫通するように蓋部材を開くことによりエンドミルの挿入が可能となり、さらに、開口部が開口するように蓋部材を開くことにより、切削により生じる切削粉を吸引するなどして、切削粉を排出することができる。
【００８０】
＜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、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６に代えて変位検知センサ１１２，１１４が設けられる点と回転シャフト２１０に代えて回転シャフト３１０を含む点とが異なる。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。
【００８１】
本実施の形態において、図６に示すように、回転シャフト３１０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３１０のコンプレッサ側の端部は、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機の回転シャフト２１０と比較して軸方向に長い形状を有する。なお、回転シャフト３１０は、突起部２４０が形成される点およびコンプレッサ側の端部が軸方向に長い点以外の構造は回転シャフト２１０と同じ構造である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００８２】
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３１０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わす信号ＰＣ１１８に送信する。
【００８３】
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３１０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わす信号をＰＣ１１８に送信する。
【００８４】
加速度ピックアップセンサによりハウジング２３０の振動を検知する場合においては、回転シャフト３１０のアンバランス状態を検知しようすると、固有振動数における共振により振幅が増大するため、アンバランス状態を精度よく検知できない可能性がある。
【００８５】
図７に示すように、５万回転付近が電動過給機２１６における固有振動数となるため、この回転数付近においては、回転シャフト３１０のアンバランス状態が精度よく検知できない可能性がある。
【００８６】
そこで、本実施の形態においては、回転シャフト３１０の両端部の回転軸に直交する方向の変位量を変位検知センサにより検知して、検知された変位量により算出されるアンバランス量に基づいて回転シャフト３１０のバランス状態を修正する点に特徴を有する。
【００８７】
なお、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置におけるバランス修正の手順は、図５を用いて説明したフローチャートと比較して、振動測定が変位検知センサにより実施される以外の点については、同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００８８】
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。
【００８９】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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が取り付けられる。このような状態で回転シャフト３１０のバランス修正が実施される。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３１０の回転数が上昇する。
【００９０】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト３１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト３１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【００９１】
そして、回転数センサ１１６により検知された回転シャフト３１０の回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、変位検知センサ１１２，１１４により振動測定が開始される（Ｓ１０２）。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３１０の回転が停止される（Ｓ１０４）。
【００９２】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６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（Ｓ１０８）。
【００９３】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づいて回転シャフト３１０のアンバランス状態が修正される（Ｓ１１０）。このとき、アンバランス量および位相に基づいて切削位置および切削量が決定されると、回転シャフト３１０のナット２３６またはタービンホイール２０８は、ＮＣ工作機械４００，４０４により決定された切削位置において決定された切削量だけ切削される。このとき、回転シャフト３１０を構成する部品の一部分はエンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されて、回転シャフト３１０のバランス状態が変化する。また、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【００９４】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト３１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、変位検知センサ１１２，１１４により振動測定が開始される（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【００９５】
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おいて発現される効果に加えて変位検知センサにより回転シャフトの回転のアンバランスを検知することにより、加速度ピックアップセンサを用いる場合と比較して、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、精度よく回転シャフトのバランス状態を検知することができる。
【００９６】
＜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、エンドミル４０２，４０６が貫通するカバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６の形状が異なる。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。
【００９７】
図８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において、カバー１０８，１１０のエンドミル４０２が挿入される貫通穴２６４，２６６のそれぞれの形状は、回転シャフト２１０の回転軸を中心とする９０度の内角を有する扇形状である。
【００９８】
本実施の形態においては、ＰＣ１１８がロータ２１４を予め定められた回転位置に固定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点に特徴を有する。
【００９９】
具体的には、ロータ２１４を予め定められた目標回転数まで上昇させた後に、アンバランス量が算出されて、算出されたアンバランス量に基づいて切削位置および切削量が決定されたときに、決定された切削位置に対して、貫通穴２６４，２６６からエンドミル４０２，４０６が接触可能になるように、ロータ２１４の回転位置が固定されるように、ステータ２３４に電力が供給される。
【０１００】
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、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。
【０１０１】
図９（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４２に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４６に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０２】
本実施の形態において、カバー１０８，１１０には、ティース２４２とティース２５２との間に、９０度を内角とする扇形状の貫通穴２６４，２６６がそれぞれ形成される。そのため、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０の一方端におけるＤ点からＡ点までの円周面に接触することが可能となる。
【０１０３】
図９（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４４に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４８に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０４】
このとき、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０のＡ点からＢ点までの円周面に接触が可能となる。図９（Ｂ）のロータ２１４の回転位置は、図９（Ａ）に示すロータ２１４を紙面時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１０５】
図９（Ｃ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合にはロータ２１４のＮ極がティース２４６に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４２に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０６】
このとき、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０のＢ点からＣ点までの円周面に接触が可能となる。図９（Ｃ）のロータ２１４の回転位置は、図９（Ｂ）に示すロータ２１４を紙面時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１０７】
図９（Ｄ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４８に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４４に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０８】
このとき、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０のＣ点からＤ点までの円周面に接触が可能となる。図９（Ｄ）のロータ２１４の回転位置は、図９（Ｃ）に示すロータ２１４を紙面時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１０９】
以下、図１０を参照して、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。
【０１１０】
なお、図１０に示したフローチャートの中で、図５を用いて説明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、そられについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１１１】
Ｓ２００にて、ＰＣ１１８は、ロータロック位相を算出する。たとえば、ＰＣ１１８は、Ｓ１０８にて算出されたアンバランス量および位相に基づいてロータロック位相を算出する。
【０１１２】
具体的には、たとえば、図９におけるＡ点をロータ２１４の基準位置としたときに、基準位置から切削位置が何度回転した位置であるかを算出する。そして、算出された回転位置に基づいて図９（Ａ）から図９（Ｄ）のうちのいずれかひとつのロック位置が設定される。たとえば、切削位置がＡ点とＤ点との間であれば、図９（Ａ）に示すロータ２１４とステータ２３４との位置関係がロータロック位置として設定される。
【０１１３】
Ｓ２０２にて、ＰＣ１１８は、設定されたロータロック位置にロータ２１４が固定されるように、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。
【０１１４】
Ｓ２０４にて、ＰＣ１１８は、アンバランス修正を実施する。具体的には、切削位置については、Ｓ２００にてロータロック位相が算出される際に決定されており、ＰＣ１１８は、算出されたアンバランス量に基づいて切削量を決定する。
【０１１５】
なお、算出されたアンバランス量および位相と切削位置および切削量との関係は、予め実験等により適合されるものであって、特に限定されるものではない。
【０１１６】
切削位置および切削量が決定されると、ＰＣ１１８は、ＮＣ工作機械４００，４０４に制御信号を送信する。ＮＣ工作機械４００，４０４は、受信した制御信号に基づいて、決定された切削位置において決定された切削量だけ回転シャフト２１０の一部分を切削する。本実施の形態においては、たとえば、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分の一部は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されるが、特に、切削される構成部品は、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分に限定されるものではない。切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１１７】
以上のような構成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。
【０１１８】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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。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２１０の回転数が上昇する。
【０１１９】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト２１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト２１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【０１２０】
さらに、本実施の形態においては、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カバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６と比較して、開口面積が約４分の１となる。したがって、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出がさらに抑制される。そのため、回転負荷をさらに低減させることができる。
【０１２１】
そして、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（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。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２１０の回転が停止される（Ｓ１０４）。
【０１２２】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６にてＮＯ）、測定された振動に基づいてアンバランス量および位相が算出される（Ｓ１０８）。
【０１２３】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づいてロータロック位置が設定される（Ｓ２００）。ロータロック位置が設定されると、ＰＣ１１８は、ロータ２１４が設定されたロック位置に回転するように、インバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力が制御される（Ｓ２０２）。アンバランス量および位相に基づいて決定された切削位置および切削量に基づいてアンバランスが修正される（Ｓ２０４）。このとき、決定された切削位置および切削量に基づいて回転シャフト２１０の構成部品の一部分は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されて、回転シャフト２１０のバランス状態が変化する。また、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１２４】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト２１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【０１２５】
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おいて発現される効果に加えて、回転シャフトを９０度毎に固定できるようにすることにより、貫通穴を回転軸を中心とした９０度の内角を有する扇形状としても、全周に対してエンドミルを接触可能にすることができる。そのため、貫通穴の貫通面積を減少させることができる。そのため、アンバランス量を検知する際に、回転シャフトを回転させたときの、貫通穴における空気の流出量および流入量を低減させることができる。そのため、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの負荷の低減を図ることができる。そのため、容易に回転シャフトを目標回転数まで上昇させることができる。
【０１２６】
また、ＮＣ工作機械４００，４０４を回転シャフト２１０に対して、全周に接触可能に移動させる必要がない。バランス修正装置としての設備の簡素化が図られる。これにより、コストの上昇を抑制することができる。
【０１２７】
本実施の形態においては、２相の回転電機が設けられる電動過給機を一例として説明したが、特に、これに限定されるものではない。たとえば、２相以上の回転電機であってもよい。たとえば、２相の回転電機が設けられる電動過給機においては、６０度ごとに回転シャフトを固定することが可能となる。そのため、貫通穴の形状は、回転軸を中心とした６０度の内角を有する扇形状に形成しても、回転シャフトの全周に対してエンドミルを接触可能にすることができる。そのため、貫通穴の面積をさらに減少させることができる。
【０１２８】
＜第４の実施の形態＞
以下、第４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のバランス修正装置の構成と比較して、エンドミル４０２，４０６が貫通するカバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６の形状が異なる。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。
【０１２９】
図１１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において、カバー１０８，１１０のエンドミル４０２，４０６が挿入される貫通穴２６４，２６６のそれぞれの形状は、軸中心から予め定められた距離だけ離れた位置に設けられ、かつ、少なくともエンドミル４０２，４０６の直径よりも大きい直径を有する円形状である。
【０１３０】
本実施の形態においては、ＰＣ１１８がロータ２１４の予め定められた回転位置に固定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点に特徴を有する。
【０１３１】
具体的には、ＰＣ１１８は、ロータ２１４を予め定められた目標回転数まで上昇させるように制御した後に、アンバランス量を算出する。ＰＣ１１８は、算出されたアンバランス量に基づいて切削位置および切削量を決定する。ＰＣ１１８は、決定された切削位置における切削量を、貫通穴２６４，２６６からエンドミル４０２，４０６により接触される予め定められた複数の位置における切削量に変換する。ＰＣ１１８は、ロータ２１４の回転位置が予め定められた複数の位置でそれぞれ固定されるように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。
【０１３２】
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、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。
【０１３３】
図１２（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４２に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４６に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（１）として固定される。
【０１３４】
本実施の形態において、カバー１０８，１１０には、ティース２４２とティース２５２との間に、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線とのなす角度がαとなる位置であって、軸中心から予め定められた距離に貫通穴２６４，２６６がそれぞれ形成される。
【０１３５】
このとき、図１２（Ａ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入されると、回転シャフト２１０のＡ点からＤ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１３６】
図１２（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４４に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４８に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（２）として固定される。
【０１３７】
このとき、図１２（Ｂ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入されると、回転シャフト２１０のＡ点からＢ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１３８】
図１２（Ｃ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４６に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４２に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（３）として固定される。
【０１３９】
このとき、図１２（Ｃ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入されると、回転シャフト２１０のＢ点からＣ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１４０】
図１２（Ｄ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４８に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４４に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（４）として固定される。
【０１４１】
このとき、図１２（Ｄ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入あれると、回転シャフト２１０のＣ点からＤ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１４２】
図１３に示すように、アンバランス量に基づいて決定された切削位置が、回転シャフト２１０のＡ点とＤ点との間であって、Ｄ点から円周に沿って１５度移動した位置（以下、Ｅ点という）であるとする。また、切削量は５０ｍｇであると決定されたものとする。なお、図１３の紙面左右方向をｘ軸とし、紙面上下方向をｙ軸とする。
【０１４３】
本実施の形態において、ＰＣ１１８は、図１４に示すように、Ｅ点の切削量を切削位置（１）軸上のＦ点および切削位置（２）軸上のＧ点における切削量にベクトル変換する。なお、Ｆ点およびＧ点は、回転シャフト２１０が図１２（Ａ）〜（Ｄ）のうちのいずれかに切削位置に固定されたときにエンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６から挿入されて接触可能となる位置である。
【０１４４】
図１５に示すように、切削位置（１）軸と、Ｅ点および軸中心を結ぶ直線とがなす角度は、３０度である。また、切削位置（２）軸と、Ｅ点および軸中心を結ぶ直線とがなす角度は、６０度である。したがって、Ｅ点における５０ｍｇの切削量は、切削位置（１）軸および切削位置（２）軸にベクトル変換すると、切削位置（１）における４３．３ｍｇの切削量と、切削位置（２）における２５ｍｇの切削量とに分けられる。
【０１４５】
すなわち、回転シャフト２１０が切削位置（１）に固定されたときに、上述のＦ点において４３．３ｍｇだけ切削され、回転シャフト２１０が切削位置（２）に固定されたときに、上述のＧ点において２５ｍｇだけ切削される。
【０１４６】
以下、図１６を参照して、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。
【０１４７】
なお、図１６に示したフローチャートの中で、図５を用いて説明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。
【０１４８】
Ｓ３００にて、ＰＣ１１８は、算出されたアンバランス量に対応する切削量を切削位置（１）〜（４）のうちのいずれか隣接する２つの位置に対応する切削量を算出するためにベクトル変換する。詳細は図１３〜図１５を用いて説明した通りであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１４９】
Ｓ３０２にて、ＰＣ１１８は、ロータロック（１）を実施する。すなわち、ＰＣ１１８は、変換された２つの切削位置のうちの一方の位置にロータ２１４が固定されるようにステータ２３４に供給される電力を制御する。たとえば、決定された切削位置が、図１３に示すＥ点であるとすると、切削位置（１）および切削位置（２）における切削量にベクトル変換されるため、回転シャフト２１０は、切削位置（１）に固定される。
【０１５０】
Ｓ３０４にて、ＰＣ１１８は、アンバランス修正を実施する。具体的には、変換された切削量だけ切削されるように、ＮＣ工作機械４００，４０４が制御される。エンドミル４０２，４０６がロータ２１４の円周面に接触することにより切削される。切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１５１】
Ｓ３０６にて、ＰＣ１１８は、ロータロック（２）を実施する。すなわち、ＰＣ１１８は、変換された２つの切削位置のうちの他方の位置にロータ２１４が固定されるようにステータ２３４に供給される電力を制御する。たとえば、決定された切削位置が、図１３に示すＥ点であるとすると、回転シャフト２１０は、切削位置（２）に固定される。
【０１５２】
Ｓ３０８にて、ＰＣ１１８はアンバランス修正を実施する。具体的には、変換された切削量だけ切削されるように、ＮＣ工作機械４００，４０４が制御される。エンドミル４０２，４０６がロータ２１４の円周面に接触することにより切削される。切削された後に生じる切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１５３】
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。
【０１５４】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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。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２１０の回転数が上昇する。
【０１５５】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト２１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト２１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【０１５６】
さらに、本実施の形態においては、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カバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６と比較して、貫通面積が小さい。したがって、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出がさらに抑制される。そのため、回転負荷をさらに低減させることができる。
【０１５７】
そして、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（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。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２１０の回転が停止される（１０４）。
【０１５８】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６にてＮＯ）、測定された振動に基づいてアンバランス量および位相が算出される（Ｓ１０８）。
【０１５９】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づく切削量は、切削位置（１）〜（４）のうちの隣接する２つの切削位置に対応する切削量がベクトル変換により算出される（Ｓ３００）。２つの切削位置のうちのいずれか一方の位置にロータ２１４が固定される（Ｓ３０２）。固定された切削位置において、ベクトル変換された切削量だけ切削されることにより回転シャフト２１０のバランス状態が変化させられる（Ｓ３０４）。切削された後に生じる切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１６０】
さらに、２つの切削位置のうちの他方の位置にロータ２１４が固定される（Ｓ３０６）。固定された切削位置において、ベクトル変換された切削量だけ切削されることにより、回転シャフト２１０のバランス状態がさらに変化させられる。
【０１６１】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト２１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【０１６２】
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おいて発現される効果に加えて、回転シャフトを９０度毎に固定して、さらに、切削位置をベクトル変換することにより、カバーに形成される貫通穴の大きさを小さくすることができる。そのため、アンバランス量を算出する際に、回転シャフトを回転させたときの、貫通穴における空気の流出量および流入量を低減させることができる。そのため、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの負荷の低減を図ることができる。そのため、容易に回転シャフトを目標回転数まで上昇させることができる。
【０１６３】
また、ＮＣ工作機械４００，４０４を回転シャフト２１０に対して、全周に接触可能に移動させる必要がない。バランス修正装置としての設備の簡素化が図られる。これにより、コストの上昇を抑制することができる。
【０１６４】
本実施の形態においては、２相の回転電機が設けられる電動過給機を一例として説明したが、特に、これに限定されるものではない。たとえば、２相以上の回転電機であってもよい。
【０１６５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】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。
【図２】矢視Ａから視たカバーの外観を示す図である。
【図３】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。
【図４】タービンにエアを供給するバランス修正装置の構成を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における電動過給機のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図６】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構成を示す図である。
【図７】電動過給機における回転数と振動の振幅との関係を示す図である。
【図８】第３の実施の形態におけるカバーの外観を示す図である。
【図９】第３の実施の形態におけるロータの固定位置を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施の形態におけるカバーの外観を示す図である。
【図１２】第４の実施の形態におけるロータの固定位置を示す図である。
【図１３】切削位置および切削量のベクトル変換を説明するための図（その１）である。
【図１４】切削位置および切削量のベクトル変換を説明するための図（その２）である。
【図１５】切削位置および切削量のベクトル変換を説明するための図（その３）である。
【図１６】第４の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６７】
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、２０６ コンプレッサホイール、２０８ タービンホイール、２１０，３１０ 回転シャフト、２１４ ロータ、２１６ 電動過給機、２２２，２２４ ラジアルベアリング、２２８ スラストベアリング、２３０ ハウジング、２３２ カラー、２３４ ステータ、２３６ ナット、２３８ スペーサ、２４２，２４４，２４６，２４８ ティース、２５０，２５２，２５４，２５６ コイル、２６４，２６６ 貫通穴、２６８，２７０ 開口部、４００，４０４ ＮＣ工作機械、４０２，４０６ エンドミル。
【技術分野】
【０００１】
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、バランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達可能な構成を有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。
【背景技術】
【０００２】
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。回転シャフトは非常に高回転になるまで回転するため、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。
【０００３】
回転電機のバランスを調整するものとして、たとえば、特開平２−２３１９５７号公報（特許文献１）は、回転バランスの調整を実使用に即したものとし、調整の精度を向上する回転バランス調整装置を開示する。この回転バランス調整装置は、モータのロータ部を回転させ、回転による基台の振動を分析してロータ部の回転バランスを調整する。回転バランス調整装置は、基台と一体にされ且つモータ全体を装着するモータ支持部を備え、装着されたモータ自身に通電することによってロータ部の回転を行なうようにしたことを特徴とする。
【０００４】
この公報に開示された回転バランス調整装置によると、モータは、実際に使用されるのと全く同じ状況で回転されることになるから、回転バランスの調整は実使用に即したものとなり、調整の精度が向上する。
【特許文献１】特開平２−２３１９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，電動過給機に用いられる回転電機は、排気エネルギを受けるタービンホイールの回転をアシストするものであり、不必要に強力な回転電機を用いることは無い。したがって、タービンホイールが排気エネルギを受けない状態で、アンバランス修正のために回転電機単独でタービンホイールおよびコンプレッサホイールを回転させた場合には、タービンホイールおよびコンプレッサホイールが空気を流動させることによる負荷の影響で、アンバランス状態を検知するために必要な高回転まで電動過給機の回転数を上昇させることが困難になる可能性がある。
【０００６】
上述した公報に開示された回転バランス調整装置においては、タービンホイールやコンプレッサホイールの回転負荷により、アンバランス状態を検知するために必要な高回転まで回転数を上昇させることが困難になることについて全く考慮されていない。そのため、上述したような問題を解決することはできない。
【０００７】
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、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する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を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。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、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させるための手段と、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、回転子のアンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および空気の排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。その結果、回転シャフトの回転数をより高く上昇させることが可能となる。これにより、目標回転数に容易に到達させることができる。したがって、電動過給機における実使用回転数領域におけるアンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子のアンバランス状態を修正することができる。そのため、回転シャフトのバランス修正の精度が向上する。したがって、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する電動過給機のバランス修正装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る電動過給機のバランス修正装置は、第１の発明の構成に加えて、回転子の回転位置を固定するように固定子に電力を供給するための手段をさらに含む。修正手段は、回転子が予め定められた位置に固定されている状態で回転子のアンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、たとえば、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転シャフトのアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。そのため、カバーに形成される貫通穴の面積を小さくすることができる。これにより、回転子を回転させたときに、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。したがって、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００１２】
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、修正手段は、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出するための算出手段と、算出された切削量に基づいて、回転シャフトの構成部品の一部分を切削部材により切削して回転子のアンバランス状態を修正するための切削手段とを含む。
【００１３】
第３の発明によると、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転子のアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。さらに、検知されたアンバランス量に基づいて、挿入位置に対応した切削量を算出することにより、切削部材が挿入される位置を予め定められた位置にさらに固定することができる。すなわち、カバーに形成される貫通穴は少なくとも切削部材が貫通可能であればよいため、貫通穴の面積をさらに小さくすることができる。そのため、回転子を回転させたときの、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。これにより、回転シャフトが回転しても、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００１４】
第４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３の発明の構成に加えて、カバーには、切削部材が貫通する貫通穴と、回転軸周りの一部分に開口部とが形成される。
【００１５】
第４の発明によると、たとえば、回転シャフトの構成部品の一部を切削することにより回転シャフトのアンバランス状態を修正するようにすると、切削により切削粉などが回転シャフトの軸受部分に付着する可能性がある。軸受部分に切削粉が付着すると、軸受部に傷が発生して、電動過給機の性能が低下する場合がある。そのため、カバーの回転軸周りの一部分に開口部を形成することにより、開口部から切削により生じた切削粉を吸引するなどして、切削粉を排出することができる。そのため、電動過給機の性能の低下を抑制することができる。カバーに貫通穴を設けることにより、切削部材を回転シャフトに接触させることができる。
【００１６】
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、開口部および貫通穴には、開閉可能な機構が設けられる。
【００１７】
第５の発明によると、開口部および貫通穴が閉じられている場合においては、カバーによりコンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および空気の排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、回転シャフトの回転数をより上昇させることが可能となる。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。一方、開口部および貫通穴が開かれている場合においては、切削部材（たとえば、エンドミル）を回転シャフトに接触させることができ、さらに、開口部から切削により生じた切削粉を吸引するなどして切削粉を排出することができる。そのため、電動過給機の性能の低下を抑制することができる。
【００１８】
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１〜５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。変位検知手段は、回転シャフトの両端部に設けられ、カバーにより支持される。
【００１９】
第６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。
【００２０】
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１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、電動過給機に生じた振動を検知する振動検知手段を含む。振動検知手段は、電動過給機の筐体に設けられる。
【００２１】
第７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。
【００２２】
第８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。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、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させるステップと、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、回転子のアンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。
【００２３】
第８の発明によると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機の固定子に電力を供給して、回転シャフトを回転させると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および空気の排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。その結果、回転シャフトの回転数をより高く上昇させることが可能となる。これにより、目標回転数に容易に到達させることができる。したがって、電動過給機における実使用回転数領域におけるアンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子のアンバランス状態を修正することができる。そのため、回転シャフトのバランス修正の精度が向上する。したがって、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する電動過給機のバランス修正方法を提供することができる。
【００２４】
第９の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、第８の発明の構成に加えて、回転子の回転位置を固定するように固定子に電力を供給するステップをさらに含む。修正ステップは、回転子が予め定められた位置に固定されている状態で回転子のアンバランスを修正するステップを含む。
【００２５】
第９の発明によると、たとえば、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転シャフトのアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。そのため、カバーに形成される貫通穴の面積を小さくすることができる。これにより、回転子を回転させたときに、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。したがって、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００２６】
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、検知されたアンバランス量に基づいて、回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出する算出ステップと、算出された切削量に基づいて、回転シャフトの構成部品の一部分を切削して回転子のアンバランス状態を修正する切削ステップとを含む。
【００２７】
第１０の発明によると、回転シャフトの構成部品の一部分を切削することにより回転子のアンバランス状態を修正する場合においては、回転子が予め定められた回転位置に固定されることにより、切削加工時にカバーを貫通して挿入される切削部材（たとえば、エンドミル）の挿入位置を予め定められた範囲内に固定することができる。さらに、検知されたアンバランス量に基づいて、挿入位置に対応した切削量を算出することにより、切削部材が挿入される位置を予め定められた位置にさらに固定することができる。すなわち、カバーに形成される貫通穴は少なくとも切削部材が貫通可能であればよいため、貫通穴の面積をさらに小さくすることができる。そのため、回転子を回転させたときの、貫通穴からの空気の流入量あるいは流出量が減少する。これにより、回転シャフトが回転しても、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、アンバランス状態を検知するための目標回転数に容易に到達させることができる。
【００２８】
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８〜１０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設けられ、カバーにより支持される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変位検知ステップを含む。
【００２９】
第１１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。
【００３０】
第１２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８〜１０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振動検知ステップを含む。
【００３１】
第１２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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
＜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、ＮＣ（Numerical Control）工作機械４００，４０４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とから構成される。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。回転シャフト２１０は、上述した構成部品が組み付けられた後に、ナット２３６が締結されることにより固定される。
【００３９】
ロータ２１４とコンプレッサホイール２０６とは、回転シャフト２１０の回転方向に対して位置決めされて設けられる。たとえば、回転シャフト２１０の外周面に軸方向に沿って溝形状が形成され、ロータ２１４（あるいは、コンプレッサホイール２０６）の内周面に溝形状と嵌合可能な突起形状が形成されるようにしてもよい。このようにすると、回転シャフト２１０へのロータ２１４の組み付けの際に、突起形状を溝形状に嵌合することにより、ロータ２１４が回転方向に位置決めされる。
【００４０】
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。
【００４１】
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の軸部分が嵌合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を軸方向に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。
【００４２】
ラジアルベアリング２２２，２２４は、軸中心が回転軸と合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２０６側の軸部分を回転自在に支持する。
【００４３】
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、ＰＣ（Personal Computer）１１８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のバランス修正処理は、ＰＣ１１８により実行されるプログラムにより実現される。
【００４４】
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。
【００４５】
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は、ＰＣ１１８がインバータ１０２を介して制御する。
【００４６】
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。
【００４７】
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、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。図２に、図１の矢視Ａから視たカバー１０８の外観を示す。
【００５０】
図２に示すように、カバー１０８は、軸方向から視て円筒形状を有する。カバー１０８の軸中心には、予め定められた半径を有する円形状の貫通穴２６４が形成される。貫通穴２６４の半径は、ＮＣ工作機械４００に設けられるエンドミル４０２が挿入されたときに、エンドミル４０２がナット２３６の全周に接触可能になる半径であれば、特に限定されるものではない。
【００５１】
なお、カバー１１０についても同様に軸中心に貫通穴２６６が設けられる。その詳細な説明は繰り返さない。
【００５２】
ＮＣ工作機械４００は、ＰＣ１１８の制御信号を受信すると、ナット２３６の一部分を切削するようにエンドミル４０２を作動させる。ＮＣ工作機械４０４についても同様に、ＰＣ１１８の制御信号を受信すると、タービンホイール２０８の一部分を切削するようにエンドミル４０６を作動させる。
【００５３】
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３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３０２とタービンハウジング３０４とが設けられる。
【００５４】
コンプレッサハウジング３０２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３０２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。
【００５５】
タービンハウジング３０４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３０４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。
【００５６】
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３０４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。
【００５７】
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３０２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。
【００５８】
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３０２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３０２内の過給圧が強制的に上昇するように制御される。
【００５９】
このような電動過給機２１６においては、エンジンに搭載される前に、回転シャフト２１０のアンバランス状態がバランス修正装置により修正される。たとえば、図４に示すように、コンプレッサハウジング３０２を取り外した状態で、タービンハウジング３０４内に空気を送り込むことにより、供給された空気圧で回転シャフト２１０の回転数をアンバランス量を検知するための目標回転数まで上昇させた後、アンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に応じて回転シャフト２１０の構成部品を切削することが考えられる。しかしながら、タービンホイール２０８側の回転シャフト２１０は、タービンハウジング３０４により覆われるため、バランス修正は、コンプレッサホイール２０６側の構成部品（たとえば、ナット２３６）を切削することでしか実施できない。そのため、バランス修正に長時間を要する場合もある。さらに、タービンホイール２０８側がタービンハウジング３０４により覆われるため、タービンホイール２０８側でのバランス修正を実施することができない。そのため、コンプレッサホイール２０６側の構成部品だけでは修正しきれない場合には、ロータ２１４を再度組み付け直す必要性が生じる。
【００６０】
さらに、コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４を取り外した状態で、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の回転数を上昇させることも考えられるが、上述したように、コイルへの電力供給により得られる電動過給機２１６の回転数は、エンジンの低回転数領域に対応するものである。電動過給機２１６の実使用回転数領域は、コイルへの電力供給により回転力が付与される回転数領域よりも高い。そのため、コイルへの電力供給によりアンバランス量を検知するための目標回転数まで回転シャフト２１０を上昇させることが困難になる場合もある。
【００６１】
そこで、本発明は、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲をそれぞれカバー１０８，１１０で覆った状態で、電動過給機２１６のステータ２３４に電力を供給して、回転シャフト２１０を予め定められた目標回転数まで回転させることにより、ＰＣ１１８がアンバランス量を検知する点に特徴を有する。
【００６２】
以下、図５を参照して、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。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、バランス修正前に行われてもよいし、バランス修正の手順に含められてもよい。
【００６３】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００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。
【００６４】
Ｓ１０２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２１０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。
【００６５】
Ｓ１０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０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。
【００６６】
Ｓ１０６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。振動が許容範囲内の振動であると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００６７】
Ｓ１０８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２１０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２１０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２１４の回転角度は、たとえば、レゾルバ等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。
【００６８】
Ｓ１１０にて、ＰＣ１１８は、バランス修正を実施する。具体的には、算出されたアンバランス量および位相に基づいて、回転シャフト２１０の切削される位置および切削量が決定される。なお、切削される位置については、回転シャフト２１０のコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８のうちの少なくともいずれか一方に決定される。たとえば、アンバランス量が比較的大きい場合には、回転シャフト２１０の両端部双方が切削位置として決定される。また、アンバランス量が比較的小さい場合には、回転シャフト２１０の両端部のうちのいずれか一方が切削位置として決定される。算出されたアンバランス量および位相と、切削位置および切削量との関係は、予め実験等により適合されるものであって、特に限定されるものではない。
【００６９】
切削位置および切削量が決定されると、ＰＣ１１８は、ＮＣ工作機械４００，４０４に制御信号を送信する。ＮＣ工作機械４００，４０４は、受信した制御信号に基づいて、決定された切削位置において決定された切削量だけ回転シャフト２１０の一部分を切削する。本実施の形態においては、たとえば、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分の一部は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されるが、特に、切削される構成部品は、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分に限定されるものではない。なお、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【００７０】
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。
【００７１】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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。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２１０の回転数が上昇する。
【００７２】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト２１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト２１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【００７３】
そして、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（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。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２１０の回転が停止される（Ｓ１０４）。
【００７４】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６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（Ｓ１０８）。
【００７５】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づいて回転シャフト２１０のアンバランス状態が修正される（Ｓ１１０）。このとき、アンバランス量および位相に基づいて切削位置および切削量が決定されると、回転シャフト２１０のナット２３６またはタービンホイール２０８は、ＮＣ工作機械４００，４０４により決定された切削位置において決定された切削量だけ切削される。このとき、回転シャフト２１０を構成する部品の一部分は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されて、回転シャフト２１０のバランス状態が変化する。また、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【００７６】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト２１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【００７７】
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、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、電動過給機のステータに電力を供給して、回転シャフトを回転させると、コンプレッサホイールおよびタービンホイールへの空気の流入および排出が抑制される。そのため、回転シャフトが回転してもコンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減される。そのため、回転シャフトの回転数をより上昇させることが可能となる。そのため、目標回転数に容易に到達させることができる。したがって、コンプレッサハウジングおよびタービンハウジングを取り外した状態で、電動過給機における実使用回転数領域におけるアンバランス量を検知して、検知されたアンバランス量に基づいて、ロータのアンバランス状態を修正することができる。すなわち、回転シャフトの両端側を切削加工するなどしてバランス修正が図れるため、回転シャフトのバランス修正の精度が向上する。したがって、電動過給機のバランス修正を精度よく実施する電動過給機のバランス修正装置を提供することができる。
【００７８】
また、加速度ピックアップセンサを用いて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。
【００７９】
なお、好ましくは、カバーには、開口部および貫通穴を開閉する機構として、たとえば、蓋部材がそれぞれ設けられることが望ましい。このようにすると、アンバランス量を検知する際においては、開口部および貫通穴を塞ぐように蓋部材を閉じておくことにより、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの回転による負荷が低減されて、回転シャフトの回転数を目標回転数に容易に到達させることができる。また、バランス修正時においては、貫通穴が貫通するように蓋部材を開くことによりエンドミルの挿入が可能となり、さらに、開口部が開口するように蓋部材を開くことにより、切削により生じる切削粉を吸引するなどして、切削粉を排出することができる。
【００８０】
＜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、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６に代えて変位検知センサ１１２，１１４が設けられる点と回転シャフト２１０に代えて回転シャフト３１０を含む点とが異なる。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。
【００８１】
本実施の形態において、図６に示すように、回転シャフト３１０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３１０のコンプレッサ側の端部は、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機の回転シャフト２１０と比較して軸方向に長い形状を有する。なお、回転シャフト３１０は、突起部２４０が形成される点およびコンプレッサ側の端部が軸方向に長い点以外の構造は回転シャフト２１０と同じ構造である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００８２】
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３１０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わす信号ＰＣ１１８に送信する。
【００８３】
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３１０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わす信号をＰＣ１１８に送信する。
【００８４】
加速度ピックアップセンサによりハウジング２３０の振動を検知する場合においては、回転シャフト３１０のアンバランス状態を検知しようすると、固有振動数における共振により振幅が増大するため、アンバランス状態を精度よく検知できない可能性がある。
【００８５】
図７に示すように、５万回転付近が電動過給機２１６における固有振動数となるため、この回転数付近においては、回転シャフト３１０のアンバランス状態が精度よく検知できない可能性がある。
【００８６】
そこで、本実施の形態においては、回転シャフト３１０の両端部の回転軸に直交する方向の変位量を変位検知センサにより検知して、検知された変位量により算出されるアンバランス量に基づいて回転シャフト３１０のバランス状態を修正する点に特徴を有する。
【００８７】
なお、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置におけるバランス修正の手順は、図５を用いて説明したフローチャートと比較して、振動測定が変位検知センサにより実施される以外の点については、同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００８８】
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。
【００８９】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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が取り付けられる。このような状態で回転シャフト３１０のバランス修正が実施される。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３１０の回転数が上昇する。
【００９０】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト３１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト３１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【００９１】
そして、回転数センサ１１６により検知された回転シャフト３１０の回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、変位検知センサ１１２，１１４により振動測定が開始される（Ｓ１０２）。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３１０の回転が停止される（Ｓ１０４）。
【００９２】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６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（Ｓ１０８）。
【００９３】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づいて回転シャフト３１０のアンバランス状態が修正される（Ｓ１１０）。このとき、アンバランス量および位相に基づいて切削位置および切削量が決定されると、回転シャフト３１０のナット２３６またはタービンホイール２０８は、ＮＣ工作機械４００，４０４により決定された切削位置において決定された切削量だけ切削される。このとき、回転シャフト３１０を構成する部品の一部分はエンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されて、回転シャフト３１０のバランス状態が変化する。また、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【００９４】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト３１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、変位検知センサ１１２，１１４により振動測定が開始される（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【００９５】
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おいて発現される効果に加えて変位検知センサにより回転シャフトの回転のアンバランスを検知することにより、加速度ピックアップセンサを用いる場合と比較して、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、精度よく回転シャフトのバランス状態を検知することができる。
【００９６】
＜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、エンドミル４０２，４０６が貫通するカバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６の形状が異なる。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。
【００９７】
図８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において、カバー１０８，１１０のエンドミル４０２が挿入される貫通穴２６４，２６６のそれぞれの形状は、回転シャフト２１０の回転軸を中心とする９０度の内角を有する扇形状である。
【００９８】
本実施の形態においては、ＰＣ１１８がロータ２１４を予め定められた回転位置に固定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点に特徴を有する。
【００９９】
具体的には、ロータ２１４を予め定められた目標回転数まで上昇させた後に、アンバランス量が算出されて、算出されたアンバランス量に基づいて切削位置および切削量が決定されたときに、決定された切削位置に対して、貫通穴２６４，２６６からエンドミル４０２，４０６が接触可能になるように、ロータ２１４の回転位置が固定されるように、ステータ２３４に電力が供給される。
【０１００】
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、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。
【０１０１】
図９（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４２に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４６に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０２】
本実施の形態において、カバー１０８，１１０には、ティース２４２とティース２５２との間に、９０度を内角とする扇形状の貫通穴２６４，２６６がそれぞれ形成される。そのため、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０の一方端におけるＤ点からＡ点までの円周面に接触することが可能となる。
【０１０３】
図９（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４４に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４８に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０４】
このとき、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０のＡ点からＢ点までの円周面に接触が可能となる。図９（Ｂ）のロータ２１４の回転位置は、図９（Ａ）に示すロータ２１４を紙面時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１０５】
図９（Ｃ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合にはロータ２１４のＮ極がティース２４６に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４２に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０６】
このとき、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０のＢ点からＣ点までの円周面に接触が可能となる。図９（Ｃ）のロータ２１４の回転位置は、図９（Ｂ）に示すロータ２１４を紙面時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１０７】
図９（Ｄ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４８に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４４に対向する位置において発現した磁力により位置が固定される。
【０１０８】
このとき、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入された場合においては、エンドミル４０２，４０６は、回転シャフト２１０のＣ点からＤ点までの円周面に接触が可能となる。図９（Ｄ）のロータ２１４の回転位置は、図９（Ｃ）に示すロータ２１４を紙面時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１０９】
以下、図１０を参照して、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。
【０１１０】
なお、図１０に示したフローチャートの中で、図５を用いて説明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、そられについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１１１】
Ｓ２００にて、ＰＣ１１８は、ロータロック位相を算出する。たとえば、ＰＣ１１８は、Ｓ１０８にて算出されたアンバランス量および位相に基づいてロータロック位相を算出する。
【０１１２】
具体的には、たとえば、図９におけるＡ点をロータ２１４の基準位置としたときに、基準位置から切削位置が何度回転した位置であるかを算出する。そして、算出された回転位置に基づいて図９（Ａ）から図９（Ｄ）のうちのいずれかひとつのロック位置が設定される。たとえば、切削位置がＡ点とＤ点との間であれば、図９（Ａ）に示すロータ２１４とステータ２３４との位置関係がロータロック位置として設定される。
【０１１３】
Ｓ２０２にて、ＰＣ１１８は、設定されたロータロック位置にロータ２１４が固定されるように、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。
【０１１４】
Ｓ２０４にて、ＰＣ１１８は、アンバランス修正を実施する。具体的には、切削位置については、Ｓ２００にてロータロック位相が算出される際に決定されており、ＰＣ１１８は、算出されたアンバランス量に基づいて切削量を決定する。
【０１１５】
なお、算出されたアンバランス量および位相と切削位置および切削量との関係は、予め実験等により適合されるものであって、特に限定されるものではない。
【０１１６】
切削位置および切削量が決定されると、ＰＣ１１８は、ＮＣ工作機械４００，４０４に制御信号を送信する。ＮＣ工作機械４００，４０４は、受信した制御信号に基づいて、決定された切削位置において決定された切削量だけ回転シャフト２１０の一部分を切削する。本実施の形態においては、たとえば、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分の一部は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されるが、特に、切削される構成部品は、ナット２３６およびタービンホイール２０８の軸部分に限定されるものではない。切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１１７】
以上のような構成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。
【０１１８】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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。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２１０の回転数が上昇する。
【０１１９】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト２１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト２１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【０１２０】
さらに、本実施の形態においては、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カバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６と比較して、開口面積が約４分の１となる。したがって、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出がさらに抑制される。そのため、回転負荷をさらに低減させることができる。
【０１２１】
そして、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（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。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２１０の回転が停止される（Ｓ１０４）。
【０１２２】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６にてＮＯ）、測定された振動に基づいてアンバランス量および位相が算出される（Ｓ１０８）。
【０１２３】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づいてロータロック位置が設定される（Ｓ２００）。ロータロック位置が設定されると、ＰＣ１１８は、ロータ２１４が設定されたロック位置に回転するように、インバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力が制御される（Ｓ２０２）。アンバランス量および位相に基づいて決定された切削位置および切削量に基づいてアンバランスが修正される（Ｓ２０４）。このとき、決定された切削位置および切削量に基づいて回転シャフト２１０の構成部品の一部分は、エンドミル４０２，４０６が接触することにより切削されて、回転シャフト２１０のバランス状態が変化する。また、切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１２４】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト２１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【０１２５】
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おいて発現される効果に加えて、回転シャフトを９０度毎に固定できるようにすることにより、貫通穴を回転軸を中心とした９０度の内角を有する扇形状としても、全周に対してエンドミルを接触可能にすることができる。そのため、貫通穴の貫通面積を減少させることができる。そのため、アンバランス量を検知する際に、回転シャフトを回転させたときの、貫通穴における空気の流出量および流入量を低減させることができる。そのため、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの負荷の低減を図ることができる。そのため、容易に回転シャフトを目標回転数まで上昇させることができる。
【０１２６】
また、ＮＣ工作機械４００，４０４を回転シャフト２１０に対して、全周に接触可能に移動させる必要がない。バランス修正装置としての設備の簡素化が図られる。これにより、コストの上昇を抑制することができる。
【０１２７】
本実施の形態においては、２相の回転電機が設けられる電動過給機を一例として説明したが、特に、これに限定されるものではない。たとえば、２相以上の回転電機であってもよい。たとえば、２相の回転電機が設けられる電動過給機においては、６０度ごとに回転シャフトを固定することが可能となる。そのため、貫通穴の形状は、回転軸を中心とした６０度の内角を有する扇形状に形成しても、回転シャフトの全周に対してエンドミルを接触可能にすることができる。そのため、貫通穴の面積をさらに減少させることができる。
【０１２８】
＜第４の実施の形態＞
以下、第４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のバランス修正装置の構成と比較して、エンドミル４０２，４０６が貫通するカバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６の形状が異なる。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。
【０１２９】
図１１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において、カバー１０８，１１０のエンドミル４０２，４０６が挿入される貫通穴２６４，２６６のそれぞれの形状は、軸中心から予め定められた距離だけ離れた位置に設けられ、かつ、少なくともエンドミル４０２，４０６の直径よりも大きい直径を有する円形状である。
【０１３０】
本実施の形態においては、ＰＣ１１８がロータ２１４の予め定められた回転位置に固定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点に特徴を有する。
【０１３１】
具体的には、ＰＣ１１８は、ロータ２１４を予め定められた目標回転数まで上昇させるように制御した後に、アンバランス量を算出する。ＰＣ１１８は、算出されたアンバランス量に基づいて切削位置および切削量を決定する。ＰＣ１１８は、決定された切削位置における切削量を、貫通穴２６４，２６６からエンドミル４０２，４０６により接触される予め定められた複数の位置における切削量に変換する。ＰＣ１１８は、ロータ２１４の回転位置が予め定められた複数の位置でそれぞれ固定されるように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。
【０１３２】
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、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。
【０１３３】
図１２（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４２に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４６に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（１）として固定される。
【０１３４】
本実施の形態において、カバー１０８，１１０には、ティース２４２とティース２５２との間に、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線とのなす角度がαとなる位置であって、軸中心から予め定められた距離に貫通穴２６４，２６６がそれぞれ形成される。
【０１３５】
このとき、図１２（Ａ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入されると、回転シャフト２１０のＡ点からＤ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１３６】
図１２（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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４４に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４８に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（２）として固定される。
【０１３７】
このとき、図１２（Ｂ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入されると、回転シャフト２１０のＡ点からＢ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１３８】
図１２（Ｃ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４６に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４２に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（３）として固定される。
【０１３９】
このとき、図１２（Ｃ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入されると、回転シャフト２１０のＢ点からＣ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１４０】
図１２（Ｄ）に示すように、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がＳ極の磁力を発現し、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がＮ極の磁力を発現するようにステータ２３４に電力が供給された場合には、ロータ２１４のＮ極がティース２４８に対向し、ロータ２１４のＳ極がティース２４４に対向する位置を回転シャフト２１０の切削位置（４）として固定される。
【０１４１】
このとき、図１２（Ｄ）において、エンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６に挿入あれると、回転シャフト２１０のＣ点からＤ点までの間の予め定められた位置における円周面に接触が可能となる。
【０１４２】
図１３に示すように、アンバランス量に基づいて決定された切削位置が、回転シャフト２１０のＡ点とＤ点との間であって、Ｄ点から円周に沿って１５度移動した位置（以下、Ｅ点という）であるとする。また、切削量は５０ｍｇであると決定されたものとする。なお、図１３の紙面左右方向をｘ軸とし、紙面上下方向をｙ軸とする。
【０１４３】
本実施の形態において、ＰＣ１１８は、図１４に示すように、Ｅ点の切削量を切削位置（１）軸上のＦ点および切削位置（２）軸上のＧ点における切削量にベクトル変換する。なお、Ｆ点およびＧ点は、回転シャフト２１０が図１２（Ａ）〜（Ｄ）のうちのいずれかに切削位置に固定されたときにエンドミル４０２，４０６が貫通穴２６４，２６６から挿入されて接触可能となる位置である。
【０１４４】
図１５に示すように、切削位置（１）軸と、Ｅ点および軸中心を結ぶ直線とがなす角度は、３０度である。また、切削位置（２）軸と、Ｅ点および軸中心を結ぶ直線とがなす角度は、６０度である。したがって、Ｅ点における５０ｍｇの切削量は、切削位置（１）軸および切削位置（２）軸にベクトル変換すると、切削位置（１）における４３．３ｍｇの切削量と、切削位置（２）における２５ｍｇの切削量とに分けられる。
【０１４５】
すなわち、回転シャフト２１０が切削位置（１）に固定されたときに、上述のＦ点において４３．３ｍｇだけ切削され、回転シャフト２１０が切削位置（２）に固定されたときに、上述のＧ点において２５ｍｇだけ切削される。
【０１４６】
以下、図１６を参照して、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。
【０１４７】
なお、図１６に示したフローチャートの中で、図５を用いて説明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。
【０１４８】
Ｓ３００にて、ＰＣ１１８は、算出されたアンバランス量に対応する切削量を切削位置（１）〜（４）のうちのいずれか隣接する２つの位置に対応する切削量を算出するためにベクトル変換する。詳細は図１３〜図１５を用いて説明した通りであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１４９】
Ｓ３０２にて、ＰＣ１１８は、ロータロック（１）を実施する。すなわち、ＰＣ１１８は、変換された２つの切削位置のうちの一方の位置にロータ２１４が固定されるようにステータ２３４に供給される電力を制御する。たとえば、決定された切削位置が、図１３に示すＥ点であるとすると、切削位置（１）および切削位置（２）における切削量にベクトル変換されるため、回転シャフト２１０は、切削位置（１）に固定される。
【０１５０】
Ｓ３０４にて、ＰＣ１１８は、アンバランス修正を実施する。具体的には、変換された切削量だけ切削されるように、ＮＣ工作機械４００，４０４が制御される。エンドミル４０２，４０６がロータ２１４の円周面に接触することにより切削される。切削により生じた切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１５１】
Ｓ３０６にて、ＰＣ１１８は、ロータロック（２）を実施する。すなわち、ＰＣ１１８は、変換された２つの切削位置のうちの他方の位置にロータ２１４が固定されるようにステータ２３４に供給される電力を制御する。たとえば、決定された切削位置が、図１３に示すＥ点であるとすると、回転シャフト２１０は、切削位置（２）に固定される。
【０１５２】
Ｓ３０８にて、ＰＣ１１８はアンバランス修正を実施する。具体的には、変換された切削量だけ切削されるように、ＮＣ工作機械４００，４０４が制御される。エンドミル４０２，４０６がロータ２１４の円周面に接触することにより切削される。切削された後に生じる切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１５３】
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。
【０１５４】
コンプレッサハウジング３０２およびタービンハウジング３０４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。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２１０の回転数が上昇する。
【０１５５】
このとき、ハウジング２３０の軸方向の両端部側には、カバー１０８，１１０が設けられるため、回転シャフト２１０が回転するとともに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転しても、カバー１０８，１１０によりコンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出が抑制される。そのため、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転することによる回転負荷が低減されるため、回転シャフト２１０の回転数は、カバー１０８，１１０が設けられない場合と比較して、速やかに上昇する。
【０１５６】
さらに、本実施の形態においては、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カバー１０８，１１０の貫通穴２６４，２６６と比較して、貫通面積が小さい。したがって、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８への空気の流入および流出がさらに抑制される。そのため、回転負荷をさらに低減させることができる。
【０１５７】
そして、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（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。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２１０の回転が停止される（１０４）。
【０１５８】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６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（Ｓ１０６にてＮＯ）、測定された振動に基づいてアンバランス量および位相が算出される（Ｓ１０８）。
【０１５９】
そして、算出されたアンバランス量および位相に基づく切削量は、切削位置（１）〜（４）のうちの隣接する２つの切削位置に対応する切削量がベクトル変換により算出される（Ｓ３００）。２つの切削位置のうちのいずれか一方の位置にロータ２１４が固定される（Ｓ３０２）。固定された切削位置において、ベクトル変換された切削量だけ切削されることにより回転シャフト２１０のバランス状態が変化させられる（Ｓ３０４）。切削された後に生じる切削粉は、カバー１０８，１１０に形成された開口部２６８，２７０から吸引される。
【０１６０】
さらに、２つの切削位置のうちの他方の位置にロータ２１４が固定される（Ｓ３０６）。固定された切削位置において、ベクトル変換された切削量だけ切削されることにより、回転シャフト２１０のバランス状態がさらに変化させられる。
【０１６１】
そして、再び、ステータ２３４に電力が供給されて、回転シャフト２１０が回転を開始する。回転数センサ１１６により検知された回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１００）、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（Ｓ１０２）。振動測定が予め定められた時間が経過するまで実施された後に電動過給機２１６の回転が停止される（Ｓ１０４）。測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。
【０１６２】
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おいて発現される効果に加えて、回転シャフトを９０度毎に固定して、さらに、切削位置をベクトル変換することにより、カバーに形成される貫通穴の大きさを小さくすることができる。そのため、アンバランス量を算出する際に、回転シャフトを回転させたときの、貫通穴における空気の流出量および流入量を低減させることができる。そのため、コンプレッサホイールおよびタービンホイールの負荷の低減を図ることができる。そのため、容易に回転シャフトを目標回転数まで上昇させることができる。
【０１６３】
また、ＮＣ工作機械４００，４０４を回転シャフト２１０に対して、全周に接触可能に移動させる必要がない。バランス修正装置としての設備の簡素化が図られる。これにより、コストの上昇を抑制することができる。
【０１６４】
本実施の形態においては、２相の回転電機が設けられる電動過給機を一例として説明したが、特に、これに限定されるものではない。たとえば、２相以上の回転電機であってもよい。
【０１６５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】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。
【図２】矢視Ａから視たカバーの外観を示す図である。
【図３】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。
【図４】タービンにエアを供給するバランス修正装置の構成を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における電動過給機のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図６】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構成を示す図である。
【図７】電動過給機における回転数と振動の振幅との関係を示す図である。
【図８】第３の実施の形態におけるカバーの外観を示す図である。
【図９】第３の実施の形態におけるロータの固定位置を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施の形態におけるカバーの外観を示す図である。
【図１２】第４の実施の形態におけるロータの固定位置を示す図である。
【図１３】切削位置および切削量のベクトル変換を説明するための図（その１）である。
【図１４】切削位置および切削量のベクトル変換を説明するための図（その２）である。
【図１５】切削位置および切削量のベクトル変換を説明するための図（その３）である。
【図１６】第４の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６７】
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、２０６ コンプレッサホイール、２０８ タービンホイール、２１０，３１０ 回転シャフト、２１４ ロータ、２１６ 電動過給機、２２２，２２４ ラジアルベアリング、２２８ スラストベアリング、２３０ ハウジング、２３２ カラー、２３４ ステータ、２３６ ナット、２３８ スペーサ、２４２，２４４，２４６，２４８ ティース、２５０，２５２，２５４，２５６ コイル、２６４，２６６ 貫通穴、２６８，２７０ 開口部、４００，４０４ ＮＣ工作機械、４０２，４０６ エンドミル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記コンプレッサホイールおよび前記タービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、前記電動過給機の固定子に電力を供給して、前記回転シャフトを回転させるための手段と、
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、前記回転子の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。
【請求項２】
前記バランス修正装置は、前記回転子の回転位置を固定するように前記固定子に電力を供給するための手段をさらに含み、
前記修正手段は、前記回転子が予め定められた位置に固定されている状態で前記回転子の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。
【請求項３】
前記修正手段は、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出するための算出手段と、
前記算出された切削量に基づいて、前記回転シャフトの構成部品の一部分を切削部材により切削して前記回転子のアンバランス状態を修正するための切削手段とを含む、請求項２に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項４】
前記カバーには、前記切削部材が貫通する貫通穴と、回転軸周りの一部分に開口部とが形成される、請求項３に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項５】
前記開口部および前記貫通穴には、開閉可能な機構が設けられる、請求項４に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項６】
前記検知手段は、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み、
前記変位検知手段は、前記回転シャフトの両端部に設けられ、前記カバーにより支持される、請求項１〜５のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記電動過給機に生じた振動を検知する振動検知手段を含み、
前記振動検知手段は、前記電動過給機の筐体に設けられる、請求項１〜５のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項８】
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、
前記コンプレッサホイールおよび前記タービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、前記電動過給機の固定子に電力を供給して、前記回転シャフトを回転させるステップと、
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、前記回転子の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。
【請求項９】
前記バランス修正方法は、前記回転子の回転位置を固定するように前記固定子に電力を供給するステップをさらに含み、
前記修正ステップは、前記回転子が予め定められた位置に固定されている状態で前記回転子のアンバランスを修正するステップを含む、請求項８に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１０】
前記修正ステップは、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出する算出ステップと、
前記算出された切削量に基づいて、前記回転シャフトの構成部品の一部分を切削して前記回転子のアンバランス状態を修正する切削ステップとを含む、請求項９に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１１】
前記検知ステップは、前記回転シャフトの両端部に設けられ、前記カバーにより支持される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変位検知ステップを含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１２】
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振動検知ステップを含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１】
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、
前記コンプレッサホイールおよび前記タービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、前記電動過給機の固定子に電力を供給して、前記回転シャフトを回転させるための手段と、
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、前記回転子の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。
【請求項２】
前記バランス修正装置は、前記回転子の回転位置を固定するように前記固定子に電力を供給するための手段をさらに含み、
前記修正手段は、前記回転子が予め定められた位置に固定されている状態で前記回転子の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。
【請求項３】
前記修正手段は、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出するための算出手段と、
前記算出された切削量に基づいて、前記回転シャフトの構成部品の一部分を切削部材により切削して前記回転子のアンバランス状態を修正するための切削手段とを含む、請求項２に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項４】
前記カバーには、前記切削部材が貫通する貫通穴と、回転軸周りの一部分に開口部とが形成される、請求項３に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項５】
前記開口部および前記貫通穴には、開閉可能な機構が設けられる、請求項４に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項６】
前記検知手段は、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み、
前記変位検知手段は、前記回転シャフトの両端部に設けられ、前記カバーにより支持される、請求項１〜５のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記電動過給機に生じた振動を検知する振動検知手段を含み、
前記振動検知手段は、前記電動過給機の筐体に設けられる、請求項１〜５のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項８】
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、
前記コンプレッサホイールおよび前記タービンホイールの周囲をそれぞれカバーで覆った状態で、前記電動過給機の固定子に電力を供給して、前記回転シャフトを回転させるステップと、
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、前記回転子の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。
【請求項９】
前記バランス修正方法は、前記回転子の回転位置を固定するように前記固定子に電力を供給するステップをさらに含み、
前記修正ステップは、前記回転子が予め定められた位置に固定されている状態で前記回転子のアンバランスを修正するステップを含む、請求項８に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１０】
前記修正ステップは、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記回転子の固定された回転位置に対応した切削量を算出する算出ステップと、
前記算出された切削量に基づいて、前記回転シャフトの構成部品の一部分を切削して前記回転子のアンバランス状態を修正する切削ステップとを含む、請求項９に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１１】
前記検知ステップは、前記回転シャフトの両端部に設けられ、前記カバーにより支持される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変位検知ステップを含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１２】
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振動検知ステップを含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２３９１（Ｐ２００８−２３９１Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７３７８７（Ｐ２００６−１７３７８７）
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２３日（２００６．６．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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