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】電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正する。
【解決手段】ＰＣは、ナットの締結を緩めた状態で、ロータをロータ位置（ｉ）に変更するステップ（Ｓ１０２）と、ナットを締結した状態で予め定められた目標回転数まで回転させるステップ（Ｓ１０４）と、振れ量ｒ（ｉ）を測定するステップ（Ｓ１０６）と、ｉの値が１であるか（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ｒ（ｉ−１）がｒ（ｉ）よりも大きいと（Ｓ１１０）、ｉの値をＬｏとするステップ（Ｓ１１２）と、ｉの値が４以上であれば（Ｓ１１６）、ロータをロータ位置（Ｌｏ）に変更するステップ（Ｓ１１８）と、コンプレッサホイール位相変更処理を実施するステップ（Ｓ１２０）とを含む、プログラムを実行する。
【解決手段】ＰＣは、ナットの締結を緩めた状態で、ロータをロータ位置（ｉ）に変更するステップ（Ｓ１０２）と、ナットを締結した状態で予め定められた目標回転数まで回転させるステップ（Ｓ１０４）と、振れ量ｒ（ｉ）を測定するステップ（Ｓ１０６）と、ｉの値が１であるか（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、ｒ（ｉ−１）がｒ（ｉ）よりも大きいと（Ｓ１１０）、ｉの値をＬｏとするステップ（Ｓ１１２）と、ｉの値が４以上であれば（Ｓ１１６）、ロータをロータ位置（Ｌｏ）に変更するステップ（Ｓ１１８）と、コンプレッサホイール位相変更処理を実施するステップ（Ｓ１２０）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、電動過給機を分解することなく、アンバランス状態を修正するバランス修正装置およびバランス修正方法に関する。
【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。そのため、回転子が設けられない回転シャフトと比較して、質量が大きくなる。また、回転シャフトは過給時において非常に高回転になるまで回転する。そのため、回転シャフトがアンバランス状態であると、回転子が設けられない通常の過給機と比較して、アンバランスによる振動の振幅が非常に大きくなる可能性がある。そこで、回転シャフトのアンバランスを修正する必要性が生じる。
【０００３】
たとえば、特開２００２−３９９０４号公報（特許文献１）は、検査データの再現性と修正精度を向上し、高速バランスの修正回数を減少でき、生産台数の向上を図ることができる過給機の高速バランス修正装置とその方法を開示する。この高速バランス修正装置は、過給機の加速度をピックアップしかつ磁石を有する加速度ピックアップと、コンプレッサホイールの高速回転時の高速アンバランス量を検出する回転検出器と、これらの検出器から検出された入力信号に基づき演算する演算器と、タービン車室を取り付けるタービン車室取付板を有した振動台と、を備え、加速度ピックアップを振動台のタービン車室取付板に取り付けたことを特徴とする。
【０００４】
上述した公報に開示された高速バランス修正装置によると、検査データの再現性と修正精度を向上し、高速バランスの修正回数を減少でき、生産台数の向上を図ることができる。
【特許文献１】特開２００２−３９９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した公報に開示されたバランス修正装置においては、コンプレッサホイールを固定するナットを切削することにより、アンバランス状態が修正される。しかしながら、電動過給機のように回転シャフトにロータが固定される場合においては、ナットの切削によるバランス修正だけでは、アンバランス状態を十分に修正しきれない可能性がある。
【０００６】
特に、電動過給機においては、回転シャフト、ロータあるいはコンプレッサホイール等の構成部品の平行度の積み重ねがバランス状態に影響を与える。そのため、回転シャフトに固定された構成部品を分解して、バランス修正後に再度組み立て直す必要がある。これにより、バランス修正の工程に時間がかかる場合がある。
【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、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置およびバランス修正方法を提供することである。
【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バランス修正装置である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正装置は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させるための供給手段と、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、修正手段は、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第１の発明の構成に加えて、修正手段は、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して回転子を回転させることにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【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、供給手段は、回転子と固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給するための手段を含む。検知手段は、締結部材が締結された状態で、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するための手段を含む。修正手段は、回転子と固定子との位相角度が、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材を締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給して、アンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１３】
第３の発明によると、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態で回転子と固定子との位相角度が調整される。これにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。
【００１４】
第４の発明に係る電動過給機のバランス修正装置は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正装置は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させるための供給手段と、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。
【００１５】
第４の発明によると、修正手段は、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置を提供することができる。
【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、回転シャフトは、回転子を貫通して設けられる。修正手段は、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して、回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフトの外径と回転子の内径とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１７】
第５の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【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５の発明の構成に加えて、回転子は２つの磁極を有する。バランス修正装置は、回転子の回転角度を検知するための角度検知手段をさらに含む。供給手段は、検知された回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、締結部材が締結された状態で、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、固定子に電力を供給するための手段を含む。
【００１９】
第６の発明によると、回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係になる角度であると、対向する固定子の磁極に発生する磁力により回転子を回転軸に直交する方向に移動させることができない場合がある。そこで、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度になるように回転子を回転させることにより、回転子を確実に回転軸に直交する方向に移動させることができる。
【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１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、回転シャフトの両端部に対向して設けられ、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するための変位検知手段を含む。
【００２１】
第７の発明によると、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を回転シャフトの両端部において検知することにより、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【００２２】
第８の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、電動過給機の筐体に設けられ、電動過給機に生じた振動を検知するための振動検知手段を含む。
【００２３】
第８の発明によると、電動過給機に生じた振動を検知することにより、回転シャフトに検知装置を直接設けることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【００２４】
第９の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正方法は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させる供給ステップと、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。
【００２５】
第９の発明によると、修正ステップは、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正方法を提供することができる。
【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、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して回転子を回転させることにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するステップを含む。
【００２７】
第１０の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【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１０の発明の構成に加えて、供給ステップは、回転子と固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給するステップを含む。検知ステップは、締結部材が締結された状態で、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するステップを含む。修正ステップは、回転子と固定子との位相角度が、複数の予め定められた位相角度のうち、検知されたアンバランス量が最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給して、アンバランス状態を修正するステップを含む。
【００２９】
第１１の発明によると、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態で回転子と固定子との位相角度が調整される。これにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。
【００３０】
第１２の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正方法は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させる供給ステップと、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。
【００３１】
第１２の発明によると、修正ステップは、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正方法を提供することができる。
【００３２】
第１３の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第１２の発明の構成に加えて、回転シャフトは、回転子を貫通して設けられる。修正ステップは、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して、回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフトの外径と回転子の内径との間のクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正するステップを含む。
【００３３】
第１３の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【００３４】
第１４の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、第１３の発明の構成に加えて、回転子は２つの磁極を有する。バランス修正方法は、回転子の回転角度を検知する角度検知ステップをさらに含む。供給ステップは、検知された回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、締結部材が締結された状態で、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、固定子に電力を供給するステップを含む。
【００３５】
第１４の発明によると、回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係になる角度であると、対向する固定子の磁極に発生する磁力により回転子を回転軸に直交する方向に移動させることができない場合がある。そこで、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度になるように回転子を回転させることにより、回転子を確実に回転軸に直交する方向に移動させることができる。
【００３６】
第１５の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第９〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、検知ステップは、回転シャフトの両端部に対向して設けられた変位検知センサにより、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するステップを含む。
【００３７】
第１５の発明によると、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を回転シャフトの両端部において検知することにより、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【００３８】
第１６の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第９〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、検知ステップは、電動過給機の筐体に設けられた加速度ピックアップセンサにより、電動過給機に生じた振動を検知するステップを含む。
【００３９】
第１６の発明によると、電動過給機に生じた振動を検知することにより、回転シャフトに検知装置を直接設けることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
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。
【００４１】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、電動過給機２１６と、カバー１０８，１１０と、回転数センサ１１６と、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６と、直流電源１００と、インバータ１０２と、変位検知センサ１１２，１１４とから構成される。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
回転シャフト２１０には、ロータ２１４、スペーサ２３８、カラー２３２、スラストベアリング２２８およびコンプレッサホイール２０６が設けられる。上述した構成部品は、回転シャフト２１０に組み付けられた後に、ナット２３６が締結されることにより回転軸周りおよび回転軸に直交する方向の位置が固定される。ロータ２１４とコンプレッサホイール２０６とは、ナット２３６の締結力により、回転シャフト２１０の回転軸周りの相対位置が固定される。また、回転シャフト２１０のタービン側の端部には、円筒形状の突起部２４０が形成される。また、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８には、タービンホイール２０８の回転を制限可能な回転制限装置２７２が設けられる。回転制限装置２７２は、後述するＰＣ（Personal Computer）１１８の制御信号に応じて、タービンホイール２０８の回転を制限したり、タービンホイール２０８の回転制限を解除したりする。
【００４７】
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。
【００４８】
スペーサ２３８とカラー２３２とは、それぞれ回転軸方向に予め定められた長さを有する中空円筒形状に形成される。スペーサ２３８およびカラー２３２の内周部分は、回転シャフト２１０の軸部分が挿入可能になるように形成される。スペーサ２３８とカラー２３２とは、コンプレッサホイール２０６およびロータ２１４の軸方向の位置を制限する部材である。スペーサ２３８とカラー２３２との間には、スラストベアリング２２８が設けられる。
【００４９】
ラジアルベアリング２２２，２２４は、回転中心が回転軸と一致するようにハウジング２３０に固定される。特に固定方法は限定されるものではないが、たとえば、ラジアルベアリング２２２，２２４がそれぞれハウジング２３０の予め定められた位置に圧入されるなどして固定される。ラジアルベアリング２２２は、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８側の軸部分を回転自在に支持する。ラジアルベアリング２２４はスペーサ２３８を介して回転シャフト２１０のコンプレッサホイール２０６側の軸部分を回転自在に支持する。
【００５０】
ハウジング２３０の外周面には、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６が設けられる。加速度ピックアップセンサ１０４，１０６は、電動過給機２１６との接触部位の加速度を検知することにより、電動過給機２１６に生じている振動を検知するセンサである。加速度ピックアップセンサ１０４，１０６において検知された加速度を示す信号は、ＰＣ１１８に送信される。ＰＣ１１８は、ＣＰＵ（図示せず）およびメモリ（図示せず）を含み、各種センサから取得された情報に基づいてプログラムを実行する。本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の動作は、ＰＣ１１８により実行されるプログラムにより実現される。
【００５１】
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。
【００５２】
さらに、変位検知センサ１１２，１１４がカバー１０８，１１０を回転軸に直交する方向から貫通するように設けられる。変位検知センサ１１２は、上述した回転シャフト２１０の円筒形状の突起部２４０の外周面に対向するように設けられる。変位検知センサ１１２は、突起部２４０との距離、すなわち、回転軸に直交する方向における突起部２４０の変位量を検知して、検知された変位量を表す信号ＰＣ１１８に送信する。
【００５３】
また、変位検知センサ１１４は、コンプレッサ側端部の軸部分の外周面に対向するように設けられる。変位検知センサ１１４は、回転シャフト２１０の軸部分との距離、すなわち、回転軸に直交する方向における軸部分の変位量を検知して、検知された変位量を表す信号をＰＣ１１８に送信する。変位検知センサ１１２，１１４は、たとえば、ギャップセンサである。
【００５４】
ステータ２３４に巻回されたコイルには、直流電源１００からインバータ１０２を介して電力が供給される。インバータ１０２は、直流電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換する。ステータ２３４に巻回されたコイルに供給される電力量（以下、通電量ともいう）は、ＰＣ１１８がインバータ１０２を介して制御する。
【００５５】
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。
【００５６】
カバー１０８，１１０は、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転する際に、発生する空気の圧力変化に対しても形状が変化しない剛性を有する材質であれば、特に材質は限定されるものではないが、たとえば、ジュラルミン等の金属により形成されてもよいし、樹脂により形成されてもよいものとする。
【００５７】
カバー１０８は、ハウジング２３０側を除くコンプレッサホイール２０６の全周を覆うように形成される。また、カバー１１０は、ハウジング２３０側を除くタービンホイール２０８の全周を覆うように形成される。カバー１０８，１１０には、それぞれ回転軸周りの一部に開口部２６８，２７０が形成される。回転軸周りに形成される開口部２６８，２７０の形状は特に限定されるものではなく、たとえば、矩形形状であってもよいし、楕円あるいは円形状であってもよいものとする。さらに、カバー１０８，１１０には、それぞれ軸方向に貫通する貫通穴が形成される。貫通穴には、図示しないＮＣ（Numerical Control）工作機械のエンドミルが挿入され、ナット２３６あるいはタービンホイール２０８の一部分を切削することにより、本発明によるバランス修正後の最終的なバランス調整が行なわれる。
【００５８】
次に、エンジン（図示せず）に搭載された電動過給機２１６の構成および動作について説明する。エンジンに搭載された電動過給機２１６は、図２に示すように、ハウジング２３０の回転軸方向の両端側にコンプレッサハウジング２０２とタービンハウジング２０４とが設けられる。
【００５９】
コンプレッサハウジング２０２は、回転軸方向に開口部が形成され、エアクリーナからの空気が流入される。また、コンプレッサハウジング２０２の回転軸周りには、一方端がインタークーラ（図示せず）に接続される吸気通路の他方端が接続される。すなわち、回転シャフト２１０が回転することにより、エアクリーナから流入した空気が圧縮されてインタークーラに送出される。
【００６０】
タービンハウジング２０４の回転軸周りには、一方端がエキゾーストマニホールド（図示せず）に接続される排気通路の他方端が接続される。タービンハウジング２０４は、回転軸方向に開口部が形成され、一方端が触媒に接続される排気管の他方端が接続される。
【００６１】
以上のような構成を有する電動過給機２１６の作動時においては、エンジンの内部で、燃料と混合された空気が燃焼された後、排気ガスは、排気通路からタービンハウジング２０４内に導かれる。排気ガスはそこでタービンホイール２０８を回転させ、その回転力が回転シャフト２１０に伝達される。その後、排気ガスは、排気管を流通して、触媒に導かれる。触媒に導かれた排気ガスは、浄化された状態で車外へ排出される。
【００６２】
一方、エンジンに供給するため車外より吸入された空気は、エアクリーナによってろ過された後、吸気通路を流通して、コンプレッサハウジング２０２内に導かれる。空気は回転シャフト２１０と一体となって回転するコンプレッサホイール２０６によって圧縮（過給）される。圧縮された空気は、インタークーラに導かれ、冷却された状態でエンジンの吸気通路を介して燃焼室に吸入される。
【００６３】
また、エンジンの低回転域においては、コンプレッサハウジング２０２内で圧縮された空気が所望の過給圧に到達しない場合（たとえば、エンジンの回転数が予め定められた回転数以下である場合）には、ステータ２３４に巻回されたコイルに電力を供給することにより、回転シャフト２１０が回転して、コンプレッサハウジング２０２内の過給圧が強制的に上昇するように制御される。
【００６４】
図３に、回転電機を有しない過給機３００を示す。回転シャフト３１０は、過給機３００のハウジング３３０に固定されたラジアルベアリング３２２，３２４およびスラストベアリング３２８により回転自在に支持される。回転シャフト３１０の一方端には、タービンホイール３０８が一体的に形成される。回転シャフト３１０の他方端には、カラー３３２、スラストベアリング３２８およびコンプレッサタービン３０６が挿入された状態でナット３３６により締結されて構成される。また、過給機３００のコンプレッサ側には、コンプレッサハウジング３０２が設けられ、過給機３００のタービン側には、タービンハウジング３０４が設けられる。
【００６５】
ナット３３６による締結力に対しては、スラストベアリング３２８のタービン側への移動を制限する段差部分３５０が受け面となる。ナット３３６および段差部分３５０によりスラストベアリング３２８、カラー３３２およびコンプレッサホイール３０６を挟持することにより、コンプレッサホイール３０６が回転シャフト３１０に対して位置決めされる。
【００６６】
回転電機を有しない過給機３００においては、回転シャフト３１０に固定される構成部品がコンプレッサ側に集中しているため、回転シャフト３１０のシャフト曲がりは、図３の太線に示すように、コンプレッサ側で大きく、タービン側の曲がりは少ない。
【００６７】
このような回転シャフト３１０のシャフト曲がりは、図４（Ａ）に示すように、コンプレッサホイール３０６、カラー３３２の軸方向の端面同士の平行度の積み重ねにより回転シャフトがアンバランス状態になることにより生じる。
【００６８】
そこで、ナット３３６を緩めた状態でコンプレッサホイール３０６を回転させることにより、コンプレッサホイール３０６と回転シャフト３１０との位相を変化させることができる。すなわち、図４（Ｂ）に示すように、図４（Ａ）に示す平行度の積み重ねの態様を変化させることにより、回転シャフト３１０のアンバランス状態を改善してシャフト曲がりを抑制することができる。
【００６９】
一方、図２に戻って、電動過給機２１６においては、回転シャフト２１０のラジアルベアリング２２２，２２４の間にロータ２１４が設けられる。ナット２３６の締結力に対しては、ロータ２１４のタービン側への移動を制限する段差部分２８０が受け面となる。すなわち、ナット２３６および段差部分２８０によりスラストベアリング２２８、カラー２３２、スペーサ２３８およびロータ２１４を挟持することにより、コンプレッサホイール２０６およびロータ２１４が回転シャフト２１０に対して位置決めされる。
【００７０】
回転電機を有する電動過給機２１６においては、回転シャフト２１０に固定される構成部品がタービン側にまで設けられる。そのため、回転シャフト２１０のシャフト曲がりは、図２の太線に示すように、コンプレッサ側だけでなくタービン側でも大きい。
【００７１】
特に、タービンホイール２０８は、コンプレッサホイール２０６よりも質量が大きい傾向にあり、同じ偏心量でも回転シャフト２１０全体のアンバランス量に大きく影響する。また、回転シャフト２１０にロータ２１４が偏心して設けられることにより、アンバランス量が大きくなる場合がある。
【００７２】
回転シャフト２１０がアンバランス状態であることに対して、平行度の積み重ねの態様を変化させるため、コンプレッサホイール２０６と回転シャフト２１０との位相を変化させたとしても、コンプレッサ側のシャフト曲がりについて抑制することができるが、タービン側のシャフト曲がりについて抑制することはできない。
【００７３】
また、タービン側のシャフト曲がりを抑制するため、スペーサ２３８あるいはロータ２１４と回転シャフト２１０との位相を変化させることも考えられるが、スペーサ２３８およびロータ２１４は、スラストベアリング２２８よりもタービン側に組み込まれるため、スペーサ２３８あるいはロータ２１４と回転シャフト２１０との位相を変化させるには、電動過給機２１６を分解する必要がある。
【００７４】
そこで、本発明は、バランス修正装置がアンバランス量に基づいて、ナット２３６の締結を緩めた状態で、回転シャフト２１０とロータ２１４との位相を変化させて、回転シャフト２１０のアンバランス状態を修正する点に特徴を有する。
【００７５】
具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後、ステータ２３４に電力が供給されてロータ２１４が回転することにより、回転シャフト２１０とロータ２１４との位相を変化させて、アンバランス状態が修正される。なお、回転シャフト２１０のバランス修正は、電動過給機２１６がエンジンに搭載される前に本発明に係るバランス修正装置により実施される。
【００７６】
本実施の形態においては、ナット２３６の締結が緩められた状態で、ロータ２１４の回転位置をステータ２３４に対して予め定められたロータ位置（１）〜（４）にそれぞれ相対位置が変更される。また、位置が変更される毎にナット２３６が締結されて、変更された位置における回転シャフト２１０のアンバランス量が検知される。
【００７７】
ロータ位置の変更は、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ステータ２３４に電力が供給されて、ロータ２１４だけが回転することにより行なわれる。なお、アンバランス量の検知は、ナット２３６が締結された状態で、回転シャフト２１０を予め定められた回転数まで上昇させて行なわれる。アンバランス量の検知は、本実施の形態においては、変位検知センサ１１２，１１４により回転シャフト２１０の端部の軸に直交する方向の変位量を検知することにより行なわれるとして説明するが、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６によりハウジング２３０の振動特性（たとえば、振動の強度、周波数）を検知することにより行なわれてもよく、特に限定されるものではない。
【００７８】
本実施の形態において、電動過給機２１６に設けられる回転電機は、図５に示すように、ロータ２１４と、ティース２４２，２４４，２４６，２４８およびコイル２５０，２５２，２５４，２５６を含むステータ２３４とから構成される２相の交流モータである。ロータ２１４は、Ｎ極とＳ極の２極の磁極を有する。また、ステータ２３４のステータコアには、ティース２４２，２４４，２４６，２４８が形成される。ティース２４２，２４４，２４６，２４８のそれぞれには、コイル２５０，２５２，２５４，２５６が巻回される。本実施の形態において、コイル２５０とコイル２５４とによりＡ相のコイルが形成される。また、コイル２５２とコイル２５６とによりＢ相のコイルが形成される。
【００７９】
Ａ相のコイル２５０，２５４に電力が供給されるときに、図６（Ａ）に示すように、ロータ２１４よりも紙面上方向に位置する、ティース２４２に巻回されたコイル２５０の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ロータ２１４よりも紙面下方向に位置する、ティース２４６に巻回されたコイル２５４の、ロータ２１４に対向する側は、Ｎ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４２に対向し、Ｓ極がティース２４６に対向する位置になるように回転する。図６（Ａ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（１）である。
【００８０】
Ｂ相のコイル２５２，２５６に電力が供給されるときに、図６（Ｂ）に示すように、ロータ２１４よりも紙面右方向に位置する、ティース２４４に巻回されたコイル２５２の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ロータ２１４よりも紙面左方向に位置する、ティース２４８に巻回されたコイル２５６の、ロータ２１４に対向する側は、Ｎ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４４に対向し、Ｓ極がティース２４８に対向する位置になるように回転する。図６（Ｂ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（２）である。
【００８１】
Ａ相のコイル２５０，２５４に電力が供給されるときに、図６（Ｃ）に示すように、ティース２４６に巻回されたコイル２５４の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ティース２４２に巻回されたコイル２５０の、ロータ２１４に対向する側がＮ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４６に対向し、Ｓ極がティース２４２に対向する位置になるように回転する。図６（Ｃ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（３）である。
【００８２】
Ｂ相のコイル２５２，２５６に電力が供給されるときに、図６（Ｄ）に示すように、ティース２４８に巻回されたコイル２５６の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ティース２４４に巻回されたコイル２５２の、ロータ２１４に対向する側は、Ｎ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４８に対向し、Ｓ極がティース２４４に対向する位置になるように回転する。図６（Ｄ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（４）である。
【００８３】
以下、図７を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。
【００８４】
なお、電動過給機２１６のアンバランス量の検知およびバランス修正は、電動過給機２１６が固定台等に固定されて、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲にそれぞれカバー１０８，１１０が取り付けられた状態で実施されるものとする。カバー１０８，１１０は、アンバランス量の検知時に取り付けられていればよい。すなわち、カバー１０８，１１０の取り付けは、バランス修正前に作業者により行なわれてもよいし、ＰＣ１１８により制御されるカバー取り付け装置（図示せず）により行なわれてもよい。
【００８５】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）Ｓ１００にて、ＰＣ１１８は、自然数ｉの値を初期値「１」に設定する。Ｓ１０２にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転位置をロータ位置（ｉ）に変更する。具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後に、ステータ２３４に電力が供給される。
【００８６】
ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転の制限をするように回転制限装置２７２を制御する。さらに、ナット２３６の締結は、回転シャフト２１０の回転が制限された状態でナット２３６が回転させられることにより緩められる。ナット２３６の締結は、ＰＣ１１８の制御信号に応じて自動締結装置（図示せず）により緩められる。なお、ナット２３６の締結は、作業者により緩められるようにしてもよい。
【００８７】
このとき、ロータ２１４は、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示したロータ位置（１）〜（４）のうちのいずれかの位置に回転させられた後、ナット２３６は、自動締結装置により再度締結される。たとえば、ロータ位置（１）になるようにロータ２１４を回転させる場合においては、ティース２４２に巻回されたコイル２５０の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になるようにし、ティース２４６に巻回されたコイル２５４の、ロータ２１４に対向する側がＮ極になるようにＡ相のコイル２５０，２５４に電力が供給される。
【００８８】
Ｓ１０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。ＰＣ１１８は、回転数センサ１１６により検知される回転シャフト２１０の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機２１６の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ２３４への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。
【００８９】
Ｓ１０６にて、ＰＣ１１８は、タービン側の振れ量ｒ（ｉ）を測定する。具体的には、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８の端部に設けられた円筒形状２４０に対向するように設けられた変位検知センサ１１４により、振れ量ｒ（ｉ）が検知される。本実施の形態において、ＰＣ１１８は、予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（ｉ）を検知した後、ロータ２１４の回転を停止するようにステータ２３４に供給される電力を制御する。なお、振れ量ｒ（ｉ）は、予め定められた時間が経過するまで測定された振れ量のうちの最大値あるいは平均値である。
【００９０】
Ｓ１０８にて、ＰＣ１１８は、ｉの値が「１」であるか否かを判断する。ｉの値が「１」であると判断されると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００９１】
Ｓ１１０にて、ＰＣ１１８は、振れ量ｒ（ｉ−１）が振れ量ｒ（ｉ）よりも大きいか否かを判断する。振れ量ｒ（ｉ−１）が振れ量ｒ（ｉ）よりも大きいと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
【００９２】
Ｓ１１２にて、ＰＣ１１８は、Ｌｏ＝ｉとする。Ｓ１１４にて、ＰＣ１１８は、ｉの値に１を加算する。Ｓ１１６にて、ＰＣ１１８は、ｉの値が「４」以上であるか否かを判断する。ｉの値が「４」以上であると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。もしそうでないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１０２に移される。
【００９３】
Ｓ１１８にて、ＰＣ１１８は、ロータ位置（Ｌｏ）に変更する。Ｌｏの値に対応したロータ位置への変更の手順については、Ｓ１０２にて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００９４】
Ｓ１２０にて、ＰＣ１１８は、コンプレッサホイール２０６の位相変更処理を実施する。コンプレッサホイール２０６の位相変更処理において、変位検知センサ１１２によりコンプレッサ側の振れ量が検知される。検知された振れ量が予め定められた量以上であると、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結を緩められる。この状態で、コンプレッサホイール２０６を回転させるなどして、回転シャフト２１０とコンプレッサホイール２０６との位相が変更される。
【００９５】
コンプレッサホイール２０６の位相変更処理後においては、ナット２３６が再度締結される。なお、位相変更処理後、再度コンプレッサ側の振れ量を測定するようにしてもよい。測定された振れ量が予め定められた量以上であれば、再度ナット２３６を緩めて、回転シャフト２１０とコンプレッサホイール２０６との位相を変更した後、ナット２３６を再度締結するようにしてもよい。
【００９６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作について説明する。
【００９７】
コンプレッサハウジング２０２およびタービンハウジング２０４が取り付けられていない（あるいは、取り外された）状態で電動過給機２１６が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲を覆うカバー１０８，１１０がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト２１０のバランス修正が実施される。ｉの値は初期値「１」に設定され（Ｓ１００）、ロータ２１４は、ロータ位置（１）に変更される（Ｓ１０２）。
【００９８】
直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力がステータ２３４に供給されると、回転シャフト２１０の回転数は上昇する。回転数センサ１１６により検知された回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇すると（Ｓ１０４）、変位検知センサ１１４によりタービン側の振れ量ｒ（１）の測定が開始される（Ｓ１０６）。予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（１）が測定された後、回転シャフト２１０の回転が停止される。
【００９９】
ｉの値は「１」であるため（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、Ｌｏの値が「１」に更新される（Ｓ１１２）。その後、ｉの値には「１」が加算されて、「２」に更新される（Ｓ１１４）。ｉの値は「４」以上ではないため（Ｓ１１６にてＮＯ）、ロータ２１４は、ロータ位置（２）に変更される（Ｓ１０２）。
【０１００】
直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力がステータ２３４に供給されると、回転シャフト２１０の回転数は上昇する。回転数センサ１１６により検知された回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１０４）、変位検知センサ１１４によりタービン側の振れ量ｒ（２）の測定が開始される（Ｓ１０６）。予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（２）が測定された後、回転シャフト２１０の回転が停止される。
【０１０１】
ｉの値は「２」であるため（Ｓ１０８にてＮＯ）、振れ量ｒ（１）が振れ量ｒ（２）よりも大きいと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、Ｌｏの値は「２」に更新される。一方、振れ量ｒ（１）が振れ量ｒ（２）以下であると（Ｓ１１０にてＮＯ）、ｉの値には「１」が加算されて、「３」に更新される（Ｓ１１４）。ｉの値が「４」以上ではないため（Ｓ１１６にてＮＯ）、同様にロータ位置（３）および（４）に対応する振れ量ｒ（３）およびｒ（４）が測定される。そして、振れ量ｒ（１）〜ｒ（４）のうちの最も小さい振れ量に対応するｉの値をＬｏの値として更新される（Ｓ１１２）。
【０１０２】
ｉの値が「４」以上になると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、ロータ位置（Ｌｏ）に変更される（Ｓ１１８）。そして、コンプレッサホイール２０６の位相変更処理が実行される（Ｓ１２０）。
【０１０３】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、ナットの締結を緩めた後に、ステータに電力を供給すると、ロータだけを回転させることができる。そのため、回転シャフトとロータとの位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定されるロータ等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトとロータとの位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、ナットの締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置およびバランス修正方法を提供することができる。
【０１０４】
また、ロータ位置（１）〜（４）に対応する複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態でロータとステータとの位相角度が調整される。これにより、回転シャフトとロータとの位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。
【０１０５】
＜第１の実施の形態の変形例＞
以下、第１の実施の形態の変形例に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本変形例に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と比較して、変位検知センサ１１２，１１４が設けられる位置および回転シャフト２１０に代えて回転シャフト２６２が設けられる点が異なる。それ以外の構成については、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１０６】
本変形例における電動過給機２１６は、図８に示すように、回転シャフト２６２を含む。回転シャフト２６２には、加工時に基準となる加工穴２７４，２７６が回転軸上を中心として形成される。本変形例において加工穴２７４，２７６は、図８に示すように、回転シャフト２６２の回転軸を通る断面において、Ｖ字形状の断面を示す。そのため、加工穴２７４，２７６には円錐形状の空間が形成される。
【０１０７】
回転シャフト２６２の形状は、加工穴２７４，２７６を基準軸として、切削等により形成される。本変形例において、変位検知センサ１１２，１１４が、加工穴２７４，２７６に形成される加工面２８４，２８６に対向するように設けられる点に特徴を有する。
【０１０８】
具体的には、図８に示す回転シャフト２６２の回転軸を通る断面においてＶ字形状の加工面２８４，２８６に対向するように、変位検知センサ１１２，１１４が設けられる。変位検知センサ１１２，１１４は、対向する加工面２８４，２８６に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量を検知する。検知された変位量に対応する信号は、ＰＣ１１８に送信される。
【０１０９】
変位検知センサ１１２，１１４が対向する加工面２８４，２８６に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量は、ＰＣ１１８により、回転軸に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量に換算される。たとえば、図９に示す回転シャフト２６２の回転軸を通る断面において、変位検知センサ１１２に対向する加工面２８４が回転軸に対して３０度の角度を有する場合を想定する。このとき、変位検知センサ１１２の方向と回転軸に直交する方向とのなす角度も３０度となる。そのため、加工面２８４に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量を、回転軸に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量に換算することができる。
【０１１０】
加工穴２７４，２７６は、回転シャフト２６２を加工するための基準として必須の構成となる。したがって、変位検知センサ１１２，１１４により回転軸に直交する方向に検知可能な精度を有する形状を回転シャフトに新たに設けることなく、精度高く、回転軸に直交する方向の振れ量を計測することができる。そのため、コストの上昇を抑制することができる。なお、本変形例に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置と比較して、振れ量の検知方法だけが異なる。その他の動作および効果については、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作および効果と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１１１】
＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と比較して、回転角度検出センサ２５８，２６０がさらに設けられる点が異なる。それ以外の構成については、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１１２】
図１０に示すように、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置は、回転角度検出センサ２５８，２６０をさらに含む。回転角度検出センサ２５８，２６０は、ロータ２１４に対向して設けられる。回転角度検出センサ２５８，２６０は、回転軸に直交する同一平面上に設けられる。回転角度検出センサ２５８，２６０は、回転軸を軸中心を中心として、９０度の位相角度を有するように設けられる。回転角度検出センサ２５８，２６０は、回転角度を示す信号をそれぞれＰＣ１１８に送信する。
【０１１３】
なお、回転角度検出センサ２５８，２６０は、バランス修正装置の構成として新たに設けるようにしてもよいし、電動過給機２１６に設けられるレゾルバを利用する構成としてもよく特に限定されるものではない。
【０１１４】
図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、回転角度検出センサ２５８，２６０から出力される磁束密度を示す信号出力は、９０度の位相だけずれた変化を示す。
【０１１５】
たとえば、図１０に示す初期ロータ位置において、回転角度検出センサ２５８は、ロータ２１４のＮ極とＳ極との境目部分に対向する位置関係となる場合を想定する。この位置からロータ２１４が反時計回りに回転を開始する場合においては、図１１（Ａ）に示すように、回転角度検出センサ２５８の信号出力は、磁束密度の変化とともに変化する。すなわち、信号出力は、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２６０に近づくにつれて増加していく。また、信号出力は、ロータ２１４のＮ極と回転角度センサ２５８とが対向する位置になる角度において極大値となる。さらに、信号出力は、ロータ２１４のＳ極が回転角度検出センサ２５８に近づくにつれて減少していく。
【０１１６】
図１０に示す初期ロータ位置において、ロータ２１４のＮ極が、回転角度検出センサ２６０に対向する位置である場合を想定する。この位置からロータ２１４が反時計回りに回転を開始する場合においては、図１１（Ｂ）に示すように、回転検出センサ２６０の信号出力は、磁束密度の変化とともに変化する。すなわち、信号出力は、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２６０から遠ざかるにつれて減少していく。信号出力は、ロータ２１４のＳ極と回転角度センサ２６０とが対向する位置になる角度において極小値となる。信号出力は、ロータ２１４のＳ極が回転角度検出センサ２６０から遠ざかるにつれて増加していく。
【０１１７】
ロータ２１４の位置変更は、ナット２３６の締結を緩めた状態であって、かつ回転シャフト２１０の回転を制限した状態で、図１２（Ａ）に示すように、ステータ２３４に電力を供給して磁束の流れを生じさせることにより、ロータ２１４に矢印に示すような反時計回りの回転力を発現させて実行される。このようにすると、たとえば、図１２（Ｂ）の紙面上下方向の一点鎖線に示すように、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度３０度の位置にロータ２１４のＮ極の頂部を移動させることが可能となる。
【０１１８】
すなわち、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度３０度の位置に対応する磁束密度ＭａおよびＭｂを予め適合するなどして定めておく。ステータ２３４に電力を供給した後、回転角度検出センサ２５８，２６０からの信号出力に対応する磁束密度がＭａ，Ｍｂとなる時点でステータ２３４への電力供給を停止する。これにより、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度３０度の位置にロータ２１４を回転させることができる。なお、ロータ２１４の位置変更は、３０度に限定されるものではない。また、以下の説明において、ロータ２１４の回転角度は、説明の便宜上、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線（図１２（Ｂ）の紙面上下方向の一点鎖線）を基準線とするが、特に、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線を基準線とすることに限定されるものではない。
【０１１９】
本実施の形態に係るバランス修正装置は、ナット２３６の締結を緩めた状態であって、かつ回転シャフト２１０の回転を制限した状態で、ロータ２１４の位置を予め定められたロータ位置に回転させる。バランス修正装置は、ナット２３６が締結された状態で、予め定められたロータ位置に対応する振れ量を検知する。バランス修正装置は、複数のロータ２１４の位置に対応する振れ量を検知する。バランス修正装置は、検知された複数の振れ量に基づいて、振れ量の位相変化の近似式を算出する。バランス修正装置は、算出された近似式の振れ量の最小値となる位相角度を算出する。バランス修正装置は、ロータ２１４の回転角度が振れ量の最小値となる位相角度となるようにナット２３６を緩めた状態であって、かつ回転シャフト２１０の回転を制限した状態で回転させる。本実施の形態においては、バランス修正装置が上述のように動作する点を特徴とする。
【０１２０】
本実施の形態においては、図１４（Ａ）に示すように、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２６０に対向する位置をロータ位置Ａ（１）とする。なお、ロータ位置Ａ（１）におけるロータ２１４の回転角度は、上述の基準線に対してａ（１）である。
【０１２１】
また、図１４（Ｂ）に示すように、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２５８に対向する位置をロータ位置Ａ（２）とする。図１４（Ｂ）に示すロータ２１４の回転位置は、図１４（Ａ）に示すロータ２１４の回転位置から反時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１２２】
さらに、図１４（Ｃ）に示すように、ロータ２１４のＳ極が回転角度検出センサ２６０に対向する位置をロータ位置Ａ（３）とする。図１４（Ｃ）に示すロータ２１４の回転位置は、図１４（Ｂ）に示すロータ２１４の回転位置からさらに反時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１２３】
なお、本実施の形態においては、ロータ位置Ａ（１）〜Ａ（３）の３点における振れ量を検知するとして説明するが、特に３点に限定されるものではなく、３点以上であってもよい。また、本実施の形態において、ロータ位置Ａ（１）〜Ａ（３）は、それぞれ９０度間隔であるが、特に９０度間隔に限定されるものではない。
【０１２４】
以下、図１５を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。
【０１２５】
なお、図１５に示したフローチャートの中で、前述の図７に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１２６】
Ｓ２０２にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転位置をロータ位置Ａ（ｉ）に変更する。具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後に、ステータ２３４に電力が供給される。このとき、ＰＣ１１８は、回転角度検出センサ２５８，２６０から出力される信号に基づく磁束密度がロータ位置Ａ（ｉ）に対応する値になる位置までロータ２１４を回転させる。その後、ナット２３６が再び締結される。
【０１２７】
Ｓ２０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。ＰＣ１１８は、回転数センサ１１６により検知される回転シャフト２１０の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機２１６の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ２３４への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。
【０１２８】
Ｓ２０６にて、ＰＣ１１８は、タービン側の振れ量ｒ（ｉ）を測定する。具体的には、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８の端部に設けられた円筒形状２４０に対向するように設けられた変位検知センサ１１４により、振れ量ｒ（ｉ）が検知される。本実施の形態において、ＰＣ１１８は、予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（ｉ）を検知した後、ロータ２１４の回転を停止するようにステータ２３４に供給される電力を制御する。なお、振れ量ｒ（ｉ）は、予め定められた時間が経過するまで測定された振れ量のうちの最大値あるいは平均値である。
【０１２９】
Ｓ２０８にて、ＰＣ１１８は、ロータ２１４の回転角度ａ（ｉ＋１）を回転角度ａ（１）＋ｉ×９０度に設定する。Ｓ２１０にて、ＰＣ１１８は、ｉの値に「１」を加算する。Ｓ２１２にて、ＰＣ１１８は、ｉの値が「３」以上であるか否かを判断する。ｉの値が「３」以上であると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２１４に移される。もしそうでないと（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２０２に移される。
【０１３０】
Ｓ２１４にて、ＰＣ１１８は、算出された振れ量ｒ（１）〜ｒ（３）より振れ量の位相変化を示す近似式ｆ（ｘ）を算出する。近似式は周期的な関数であれば特に限定されるものではないが、たとえば、三角関数である。図１６に示すように、回転角度ａ（１）〜ａ（３）に対応する振れ量ｒ（１）〜ｒ（３）に基づいて、近似式ｆ（ｘ）が算出される。
【０１３１】
Ｓ２１６にて、ＰＣ１１８は、算出された近似式ｆ（ｘ）において振れ量最小値に対応する回転角度Ｌｏを算出する。たとえば、図１６に示すように、算出された近似式ｆ（ｘ）において振れ量の最小値ｒ（４）に対応する角度位相Ｌｏが算出される。
【０１３２】
Ｓ２１８にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転角度を角度Ｌｏに変更する。具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後に、ステータ２３４に電力が供給される。この時点で、ロータ２１４と回転シャフト２１０との相対位置関係は、ロータ位置Ａ（３）時におけるロータ２１４と回転シャフト２１０との相対位置関係と同じである。すなわち、ロータ２１４は、角度ａ（３）の位置である。この位置から、角度Ｌｏに対応する位置に回転させられた後、ナット２３６が自動締結装置により再度締結される。
【０１３３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作について説明する。
【０１３４】
コンプレッサハウジング２０２およびタービンハウジング２０４が取り付けられていない（あるいは、取り外された）状態で電動過給機２１６が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲を覆うカバー１０８，１１０がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト２１０のバランス修正が実施される。ｉの値は初期値「１」に設定され（Ｓ１００）、ロータ２１４はロータ位置Ａ（１）に変更される（Ｓ２０２）。
【０１３５】
直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力がステータ２３４に供給されると、回転シャフト２１０の回転数は上昇する。回転数センサ１１６により検知された回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇すると（Ｓ２０４）、変位検知センサ１１４によりタービン側の振れ量ｒ（１）の測定が開始される（Ｓ２０６）。予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（１）が測定された後、回転シャフト２１０の回転が停止される。
【０１３６】
その後、回転角度ａ（２）＝ａ（１）＋９０度に設定される（Ｓ２０８）。そして、ｉの値には「１」が加算されて「２」に更新される（Ｓ２１０）。また、ｉの値は「３」以上ではないため（Ｓ２１２にてＮＯ）、ロータ２１４は、ロータ位置Ａ（２）に対応する角度ａ（２）に変更される（Ｓ２０２）。同様に、ｒ（２）およびｒ（３）が算出されると、ｉの値が「３」であるため（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、算出された振れ量ｒ（１）〜ｒ（３）に基づいて近似式ｆ（ｘ）が算出される（Ｓ２１４）。算出された近似式ｆ（ｘ）の最小値に対応する角度Ｌｏが算出される（Ｓ２１６）。
【０１３７】
ロータ２１４の回転角度は、角度Ｌｏに変更された後（Ｓ２１８）、コンプレッサホイール２０６側の位相変更処理が実行される（Ｓ２２０）。
【０１３８】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置により発現する効果に加えて、回転角度検出センサを用いて、ロータを所望の位置に回転させることができるため、ロータの回転シャフトに対する相対位置を振れ量の最小値に対応する位置に変更することができる。そのため、バランス修正を精度よく実施することができる。
【０１３９】
＜第３の実施の形態＞
以下、第３の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第２の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と比較して、電動過給機２１６が回転シャフト２１０およびロータ２１４に代えて回転シャフト４１０およびロータ４１４を含む点が異なる。それ以外の構成については、上述した第２の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１４０】
図１７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る電動過給機２１６においては、回転シャフト４１０とロータ４１４とは、回転軸に直交する方向の距離（以下、クリアランスという）が上述の第２の実施の形態における電動過給機２１６の回転シャフト２１０およびロータ２１４と比較して大きくなる構造を有する。これにより、図１８に示す回転シャフト２１０およびロータ２１４のようにクリアランスが小さい場合と比較して、ロータの内径研磨工程を省略することができるため、切削工程のみによる製造が可能となる。そのためコストの上昇が抑制される。
【０１４１】
以上のような構成を有する本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置は、検知されたアンバランス量に基づいて、ナット２３６の締結を緩めた状態で、回転シャフト４１０とロータ４１４とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正する点に特徴を有する。
【０１４２】
具体的には、回転シャフト４１０の回転を制限した状態で、ステータ２３４に電力を供給して、ロータ４１４を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフト４１０の外径とロータ４１４の内径とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。
【０１４３】
たとえば、図１９（Ａ）に示すように、振れ量の検知により回転シャフト４１０のアンバランスの位置がロータ４１４のＳ極の頂部に有する場合を想定する。このアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線は、ティース２４２とティース２４６との中心線に対して３０度の角度を有する。なお、ナット２３６の締結は緩めた状態であって、回転シャフト４１０の位置は制限された状態である。
【０１４４】
このとき、図１９（Ｂ）に示すように、ロータ４１４の前述のアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向に磁力が発生するように、ステータ２３４に電力が供給される。
【０１４５】
具体的には、Ａ相のコイル２５０，２５４により発現する磁力によりロータ４１４に作用する図１９（Ｂ）の紙面上方向の力と、Ｂ相のコイル２５２，２５６により発現する磁力によりロータ４１４に作用する図１９（Ｂ）の紙面左方向の力との合力とにより、ロータ４１４のアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向の磁力が発生する。
【０１４６】
そのため、図１９（Ｃ）に示すように、ロータ４１４は、発生した磁力によりアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿って移動する。そのため、ロータ４１４は、軸中心側に移動することとなる。これにより、アンバランス位置を軸中心側に移動させることにより、振れ量を減少させて、回転シャフト４１０のアンバランス状態が修正される。
【０１４７】
次に、図２０（Ａ）に示すように、振れ量の検知により回転シャフト４１０のアンバランスの位置がロータ４１４のＮ極とＳ極の境界部分に位置する場合を想定する。そして、この境界部分がステータ２３４の極に対向する位置関係にある場合、Ｂ相のコイル２５２，２５６により発現する磁力によりロータ４１４をアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿って（具体的には、図２０（Ｂ）の紙面左方向に沿って）直接的に移動させることが困難になる場合がある。
【０１４８】
そのため、この場合、ナット２３６を締結した状態で、ステータ２３４に電力が供給されて、ロータ４１４のＮ極とＳ極との境界部分が各ティースに対向しないように、予め定められた角度だけ回転させる。たとえば、図２０（Ｂ）に示すように、ロータ４１４のＮ極の頂部は、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対して４５度だけ回転させた位置に向くように回転させられる。
【０１４９】
そして、ナット２３６の締結を緩めた後、アンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向に磁力が発生するように、ステータ２３４に電力が供給される。発生した磁力によりアンバランス位置が軸中心側に移動するようにロータ４１４が移動させられる。これにより、振れ量が減少して回転シャフト４１０のアンバランス状態が修正される。
【０１５０】
以下、図２１を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。
【０１５１】
なお、電動過給機２１６のアンバランス量の検知およびバランス修正は、電動過給機２１６が固定台等に固定されて、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲にそれぞれカバー１０８，１１０が取り付けられた状態で実施されるものとする。カバー１０８，１１０は、アンバランス量の検知時に取り付けられていればよい。すなわち、カバー１０８，１１０の取り付けは、バランス修正前に作業者により行なわれてもよいし、ＰＣ１１８により制御されるカバー取り付け装置により行なわれてもよい。
【０１５２】
Ｓ３００にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。ＰＣ１１８は、回転数センサ１１６により検知される回転シャフト４１０の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機２１６の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ２３４への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。
【０１５３】
Ｓ３０２にて、ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６によりハウジング２３０に生じる振動を測定する。具体的には、ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６よりそれぞれ検知される加速度の時系列変化を取得する。ＰＣ１１８は、取得された加速度の時系列変化に基づいて強度あるいは周波数等の振動特性を算出して、回転シャフト４１０の回転時のバランス状態を検知する。ＰＣ１１８は、測定が開始されてから予め定められた時間が経過するまで振動の測定を継続する。なお、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６による振動測定に代えて、変位検知センサ１１２，１１４により振れ量を測定するようにしてもよい。
【０１５４】
Ｓ３０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転が停止するようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。
【０１５５】
Ｓ３０６にて、ＰＣ１１８は、測定された振動が許容範囲内の振動であるか否かを判断する。たとえば、ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６により測定された振動の強度がそれぞれ予め定められた強度以下であると、許容範囲内の振動であると判断するようにしてもよいし、測定された振動の周波数が予め定められた周波数帯であると、許容範囲内の振動である（あるいは、許容範囲内の振動ではない）と判断するようにしてもよい。なお、変位検知センサ１１２，１１４により回転シャフト４１０の振れ量が検知される場合においては、ＰＣ１１８が、振れ量が予め定められた量以内であるか否かを判断するようにすればよい。振動が許容範囲内の振動であると（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ３０６にてＮＯ）、処理はＳ３０８に移される。
【０１５６】
Ｓ３０８にて、ＰＣ１１８は、アンバランス量および位相を算出する。ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６により測定された振動特性に基づいて回転シャフト４１０の回転時のバランス状態を解析して、アンバランス量および位相（アンバランスの位置）を算出する。
たとえば、ＰＣ１１８は、加速ピックアップセンサ１０４，１０６により測定された振動の強度（振幅）の最大値に基づいて回転シャフト４１０のアンバランス量を算出する。また、ＰＣ１１８は、振動の強度が最大となるときの回転角度に基づいて位相を算出する。なお、ロータ４１４の回転角度は、たとえば、レゾルバ等の回転角度検出センサ２５８，２６０を用いて検知すればよい。また、ＰＣ１１８は、たとえば、振動特性とアンバランス量および位相との関係（たとえば、マップ、表、数式など）を予め適合しておき、測定された振動特性に基づいてアンバランス量および位相を算出するようにしてもよい。
【０１５７】
Ｓ３１０にて、ＰＣ１１８は、ステータ２３４とロータ４１４との相対角度を検出する。Ｓ３１２にて、ＰＣ１１８は、検出されたステータ２３４とロータ４１４との相対角度に基づいて、ロータ４１４のＮ極あるいはＳ極がステータ２３４の極（すなわち、ステータ２３４に設けられるティースのいずれか）と一致しているか否かを判断する。すなわち、ＰＣ１１８は、ロータ４１４の磁極の境界部分とステータ２３４の極とが対向する位置関係にあるか否かを判断する。ロータ４１４の極とステータ極とが一致していると（Ｓ３１２にてＹＥＳ）、処理はＳ３１４に移される。もしそうでないと（Ｓ３１２にてＮＯ）、処理はＳ３１６に移される。
【０１５８】
Ｓ３１４にて、ＰＣ１１８は、ロータ４１４の回転角度を変更するようにステータ２３４に電力を供給する。ロータ４１４の回転角度は、予め定められた角度だけ変更すればよい。予め定められた角度は、特に限定されるものではなく、ロータ４１４の極とステータ２３４の極とが一致しない回転角度（すなわち、ロータ４１４の磁極の境界部分とステータ２３４の極とが一致しない回転角度）であれば、特に限定されるものではない。
【０１５９】
Ｓ３１６にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転を制限する。Ｓ３１８にて、ＰＣ１１８は、ステータ２３４に対する通電量を算出する。ＰＣ１１８は、検知されたアンバランス量および位相に基づいて通電量を算出する。ＰＣ１１８は、たとえば、検知されたアンバランス量および位相からマップ等を用いて通電量を算出する。
【０１６０】
Ｓ３２０にて、ＰＣ１１８は、ナット２３６の締結を緩めた状態にする。Ｓ３２２にて、ＰＣ１１８は、ステータ２３４に対して算出された通電量の電力を供給する。
【０１６１】
Ｓ３２４にて、ＰＣ１１８は、ナット２３６を締結された状態にする。Ｓ３２６にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転の制限を解除する。
【０１６２】
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。
【０１６３】
コンプレッサハウジング２０２およびタービンハウジング２０４が取り付けられていない（あるいは、取り外された）状態で電動過給機２１６が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲を覆うカバー１０８，１１０がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト４１０のバランス修正が実施される。
【０１６４】
すなわち、電動過給機２１６には直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力が供給される。ステータ２３４に交流電力が供給されることに応じて、回転シャフト４１０の回転数が上昇する。
【０１６５】
そして、回転数センサ１１６により検知された回転シャフト４１０の回転数が予め定められた目標回転数以上なると（Ｓ３００）、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６により振動測定が開始される（Ｓ３０２）。そして、予め定められた時間が経過するまで振動測定が実施された後に、回転シャフト４１０の回転が停止される（Ｓ３０４）。
【０１６６】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。一方、測定された振動が許容範囲内の振動でなければ（Ｓ３０６にてＮＯ）、測定された振動特性に基づいてアンバランス量および位相が算出される（Ｓ３０８）。そして、ステータ２３４とロータ４１４との相対角度が検出される（Ｓ３１０）。
【０１６７】
検出されたステータ２３４とロータ４１４との相対角度がロータ極とステータ極とが一致する角度でないと（Ｓ３１２にてＮＯ）、回転シャフト４１０の回転が制限される（Ｓ３１６）。一方、検出されたステータ２３４とロータ４１４との相対角度がロータ極とステータ極とが一致する角度であると（Ｓ３１２にてＹＥＳ）、ステータ２３４に電力が供給されてロータ４１４の回転角度が変更された後（Ｓ３１４）、回転シャフト４１０の回転が制限される（Ｓ３１６）。
【０１６８】
ステータ２３４に供給される通電量が算出され（Ｓ３１８）、回転シャフト４１０の回転が制限された状態でナット２３６の締結が緩められる（Ｓ３２０）。算出された通電量の電力がステータ２３４に通電されると（Ｓ３２２）、回転シャフト４１０とロータ４１４とにおいて回転軸に直交する方向のクリアランスが変化する。すなわち、アンバランス位置が軸中心側（すなわち、振れ量が減少する側）にロータ４１４が移動するため、アンバランス状態が修正される。その後、ナット２３６が締結され（Ｓ３２４）、回転シャフト４１０の回転の制限が解除される（Ｓ３２６）
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、ステータに電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したままロータだけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトとロータとのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定されるロータ等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトとロータとのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、ナットの締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置を提供することができる。
【０１６９】
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】
【０１７０】
【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】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３】回転電機を有しない過給機の構成を示す図である。
【図４】コンプレッサホイール、カラーおよびスラストベアリングの平行度の積み重ねの態様を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における電動過給機のロータとステータとを示す図である。
【図６】第１の実施の形態における各ロータ位置におけるロータとステータとの位置関係を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態の変形例に係る電動過給機のバランス修正装置の構成を示す図である。
【図９】変位検知センサによる検知対象物の構造を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における電動過給機のロータとステータとを示す図である。
【図１１】回転角度検出センサにより検知される磁束密度の変化を示す図（その１）である。
【図１２】第２の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図である。
【図１３】回転角度検出センサにより検知される磁束密度の変化を示す図（その２）である。
【図１４】第２の実施の形態における各ロータ位置におけるロータとステータとの位置関係を示す図である。
【図１５】第２の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図１６】検知された振れ量と近似式とを示す図である。
【図１７】第３の実施の形態における回転シャフトおよびロータの構造を示す図である。
【図１８】クリアランスが小さい場合における回転シャフトおよびロータの構造を示す図である。
【図１９】第３の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図（その１）である。
【図２０】第３の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図（その２）である。
【図２１】第３の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７１】
１００ 直流電源、１０２ インバータ、１０４，１０６ 加速度ピックアップセンサ、１０８，１１０ カバー、１１２，１１４ 変位検知センサ、１１６ 回転数センサ、１１８ ＰＣ、２０２，３０２ コンプレッサハウジング、２０４，３０４ タービンハウジング、２０６，３０６ コンプレッサホイール、２０８，３０８ タービンホイール、２１０，２６２，３１０，４１０ 回転シャフト、２１４，４１４ ロータ、２１６ 電動過給機、２２２，２２４，３２２，３２４ ラジアルベアリング、２２８，３２８ スラストベアリング、２３０，３３０ ハウジング、２３２，３３２ カラー、２３４ ステータ、２３６，３３６ ナット、２３８ スペーサ、２４０ 突起部、２４２，２４４，２４６，２４８ ティース、２５０，２５２，２５４，２５６ コイル、２５８，２６０ 回転角度検出センサ、２６８，２７０ 開口部、２７２ 回転制限装置、２７４，２７６ 加工穴、２８０，３５０ 段差部分、２８４，２８６ 加工面、３００ 過給機、３０２。
【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、電動過給機を分解することなく、アンバランス状態を修正するバランス修正装置およびバランス修正方法に関する。
【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。そのため、回転子が設けられない回転シャフトと比較して、質量が大きくなる。また、回転シャフトは過給時において非常に高回転になるまで回転する。そのため、回転シャフトがアンバランス状態であると、回転子が設けられない通常の過給機と比較して、アンバランスによる振動の振幅が非常に大きくなる可能性がある。そこで、回転シャフトのアンバランスを修正する必要性が生じる。
【０００３】
たとえば、特開２００２−３９９０４号公報（特許文献１）は、検査データの再現性と修正精度を向上し、高速バランスの修正回数を減少でき、生産台数の向上を図ることができる過給機の高速バランス修正装置とその方法を開示する。この高速バランス修正装置は、過給機の加速度をピックアップしかつ磁石を有する加速度ピックアップと、コンプレッサホイールの高速回転時の高速アンバランス量を検出する回転検出器と、これらの検出器から検出された入力信号に基づき演算する演算器と、タービン車室を取り付けるタービン車室取付板を有した振動台と、を備え、加速度ピックアップを振動台のタービン車室取付板に取り付けたことを特徴とする。
【０００４】
上述した公報に開示された高速バランス修正装置によると、検査データの再現性と修正精度を向上し、高速バランスの修正回数を減少でき、生産台数の向上を図ることができる。
【特許文献１】特開２００２−３９９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した公報に開示されたバランス修正装置においては、コンプレッサホイールを固定するナットを切削することにより、アンバランス状態が修正される。しかしながら、電動過給機のように回転シャフトにロータが固定される場合においては、ナットの切削によるバランス修正だけでは、アンバランス状態を十分に修正しきれない可能性がある。
【０００６】
特に、電動過給機においては、回転シャフト、ロータあるいはコンプレッサホイール等の構成部品の平行度の積み重ねがバランス状態に影響を与える。そのため、回転シャフトに固定された構成部品を分解して、バランス修正後に再度組み立て直す必要がある。これにより、バランス修正の工程に時間がかかる場合がある。
【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、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置およびバランス修正方法を提供することである。
【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バランス修正装置である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正装置は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させるための供給手段と、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。
【０００９】
第１の発明によると、修正手段は、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置を提供することができる。
【００１０】
第２の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第１の発明の構成に加えて、修正手段は、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して回転子を回転させることにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１１】
第２の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【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、供給手段は、回転子と固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給するための手段を含む。検知手段は、締結部材が締結された状態で、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するための手段を含む。修正手段は、回転子と固定子との位相角度が、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材を締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給して、アンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１３】
第３の発明によると、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態で回転子と固定子との位相角度が調整される。これにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。
【００１４】
第４の発明に係る電動過給機のバランス修正装置は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正装置は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させるための供給手段と、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正するための修正手段とを含む。
【００１５】
第４の発明によると、修正手段は、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置を提供することができる。
【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、回転シャフトは、回転子を貫通して設けられる。修正手段は、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して、回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフトの外径と回転子の内径とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正するための手段を含む。
【００１７】
第５の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【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５の発明の構成に加えて、回転子は２つの磁極を有する。バランス修正装置は、回転子の回転角度を検知するための角度検知手段をさらに含む。供給手段は、検知された回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、締結部材が締結された状態で、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、固定子に電力を供給するための手段を含む。
【００１９】
第６の発明によると、回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係になる角度であると、対向する固定子の磁極に発生する磁力により回転子を回転軸に直交する方向に移動させることができない場合がある。そこで、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度になるように回転子を回転させることにより、回転子を確実に回転軸に直交する方向に移動させることができる。
【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１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、回転シャフトの両端部に対向して設けられ、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するための変位検知手段を含む。
【００２１】
第７の発明によると、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を回転シャフトの両端部において検知することにより、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【００２２】
第８の発明に係る電動過給機のバランス修正装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、電動過給機の筐体に設けられ、電動過給機に生じた振動を検知するための振動検知手段を含む。
【００２３】
第８の発明によると、電動過給機に生じた振動を検知することにより、回転シャフトに検知装置を直接設けることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【００２４】
第９の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正方法は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させる供給ステップと、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。
【００２５】
第９の発明によると、修正ステップは、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正方法を提供することができる。
【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、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して回転子を回転させることにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させて、アンバランス状態を修正するステップを含む。
【００２７】
第１０の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転子だけを回転させることができる。そのため、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子との位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【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１０の発明の構成に加えて、供給ステップは、回転子と固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給するステップを含む。検知ステップは、締結部材が締結された状態で、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するステップを含む。修正ステップは、回転子と固定子との位相角度が、複数の予め定められた位相角度のうち、検知されたアンバランス量が最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ締結部材の締結を緩めた状態で、固定子に電力を供給して、アンバランス状態を修正するステップを含む。
【００２９】
第１１の発明によると、複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態で回転子と固定子との位相角度が調整される。これにより、回転シャフトと回転子との位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。
【００３０】
第１２の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法である。回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられる。電動過給機は、回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含む。このバランス修正方法は、固定子に電力を供給して、回転子を回転させる供給ステップと、回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、検知されたアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正する修正ステップとを含む。
【００３１】
第１２の発明によると、修正ステップは、検知された回転シャフトのアンバランス量に基づいて、締結部材の締結を緩めた状態で、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。たとえば、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正方法を提供することができる。
【００３２】
第１３の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第１２の発明の構成に加えて、回転シャフトは、回転子を貫通して設けられる。修正ステップは、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給して、回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフトの外径と回転子の内径との間のクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正するステップを含む。
【００３３】
第１３の発明によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、固定子に電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したまま回転子だけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定される回転子等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトと回転子とのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、締結部材の締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。
【００３４】
第１４の発明に係る電動過給機のバランス修正方法は、第１３の発明の構成に加えて、回転子は２つの磁極を有する。バランス修正方法は、回転子の回転角度を検知する角度検知ステップをさらに含む。供給ステップは、検知された回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、締結部材が締結された状態で、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、固定子に電力を供給するステップを含む。
【００３５】
第１４の発明によると、回転子の回転角度が、回転子の磁極の境界部分と固定子の磁極とが対向する位置関係になる角度であると、対向する固定子の磁極に発生する磁力により回転子を回転軸に直交する方向に移動させることができない場合がある。そこで、境界部分が固定子の磁極に対向しない角度になるように回転子を回転させることにより、回転子を確実に回転軸に直交する方向に移動させることができる。
【００３６】
第１５の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第９〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、検知ステップは、回転シャフトの両端部に対向して設けられた変位検知センサにより、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するステップを含む。
【００３７】
第１５の発明によると、回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を回転シャフトの両端部において検知することにより、電動過給機の固有振動数に影響されることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【００３８】
第１６の発明に係る電動過給機のバランス修正方法においては、第９〜１４のいずれかの発明の構成に加えて、検知ステップは、電動過給機の筐体に設けられた加速度ピックアップセンサにより、電動過給機に生じた振動を検知するステップを含む。
【００３９】
第１６の発明によると、電動過給機に生じた振動を検知することにより、回転シャフトに検知装置を直接設けることなく、回転シャフトのアンバランス量を精度よく検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
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。
【００４１】
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、電動過給機２１６と、カバー１０８，１１０と、回転数センサ１１６と、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６と、直流電源１００と、インバータ１０２と、変位検知センサ１１２，１１４とから構成される。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
回転シャフト２１０には、ロータ２１４、スペーサ２３８、カラー２３２、スラストベアリング２２８およびコンプレッサホイール２０６が設けられる。上述した構成部品は、回転シャフト２１０に組み付けられた後に、ナット２３６が締結されることにより回転軸周りおよび回転軸に直交する方向の位置が固定される。ロータ２１４とコンプレッサホイール２０６とは、ナット２３６の締結力により、回転シャフト２１０の回転軸周りの相対位置が固定される。また、回転シャフト２１０のタービン側の端部には、円筒形状の突起部２４０が形成される。また、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８には、タービンホイール２０８の回転を制限可能な回転制限装置２７２が設けられる。回転制限装置２７２は、後述するＰＣ（Personal Computer）１１８の制御信号に応じて、タービンホイール２０８の回転を制限したり、タービンホイール２０８の回転制限を解除したりする。
【００４７】
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。
【００４８】
スペーサ２３８とカラー２３２とは、それぞれ回転軸方向に予め定められた長さを有する中空円筒形状に形成される。スペーサ２３８およびカラー２３２の内周部分は、回転シャフト２１０の軸部分が挿入可能になるように形成される。スペーサ２３８とカラー２３２とは、コンプレッサホイール２０６およびロータ２１４の軸方向の位置を制限する部材である。スペーサ２３８とカラー２３２との間には、スラストベアリング２２８が設けられる。
【００４９】
ラジアルベアリング２２２，２２４は、回転中心が回転軸と一致するようにハウジング２３０に固定される。特に固定方法は限定されるものではないが、たとえば、ラジアルベアリング２２２，２２４がそれぞれハウジング２３０の予め定められた位置に圧入されるなどして固定される。ラジアルベアリング２２２は、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８側の軸部分を回転自在に支持する。ラジアルベアリング２２４はスペーサ２３８を介して回転シャフト２１０のコンプレッサホイール２０６側の軸部分を回転自在に支持する。
【００５０】
ハウジング２３０の外周面には、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６が設けられる。加速度ピックアップセンサ１０４，１０６は、電動過給機２１６との接触部位の加速度を検知することにより、電動過給機２１６に生じている振動を検知するセンサである。加速度ピックアップセンサ１０４，１０６において検知された加速度を示す信号は、ＰＣ１１８に送信される。ＰＣ１１８は、ＣＰＵ（図示せず）およびメモリ（図示せず）を含み、各種センサから取得された情報に基づいてプログラムを実行する。本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の動作は、ＰＣ１１８により実行されるプログラムにより実現される。
【００５１】
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。
【００５２】
さらに、変位検知センサ１１２，１１４がカバー１０８，１１０を回転軸に直交する方向から貫通するように設けられる。変位検知センサ１１２は、上述した回転シャフト２１０の円筒形状の突起部２４０の外周面に対向するように設けられる。変位検知センサ１１２は、突起部２４０との距離、すなわち、回転軸に直交する方向における突起部２４０の変位量を検知して、検知された変位量を表す信号ＰＣ１１８に送信する。
【００５３】
また、変位検知センサ１１４は、コンプレッサ側端部の軸部分の外周面に対向するように設けられる。変位検知センサ１１４は、回転シャフト２１０の軸部分との距離、すなわち、回転軸に直交する方向における軸部分の変位量を検知して、検知された変位量を表す信号をＰＣ１１８に送信する。変位検知センサ１１２，１１４は、たとえば、ギャップセンサである。
【００５４】
ステータ２３４に巻回されたコイルには、直流電源１００からインバータ１０２を介して電力が供給される。インバータ１０２は、直流電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換する。ステータ２３４に巻回されたコイルに供給される電力量（以下、通電量ともいう）は、ＰＣ１１８がインバータ１０２を介して制御する。
【００５５】
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。
【００５６】
カバー１０８，１１０は、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８が回転する際に、発生する空気の圧力変化に対しても形状が変化しない剛性を有する材質であれば、特に材質は限定されるものではないが、たとえば、ジュラルミン等の金属により形成されてもよいし、樹脂により形成されてもよいものとする。
【００５７】
カバー１０８は、ハウジング２３０側を除くコンプレッサホイール２０６の全周を覆うように形成される。また、カバー１１０は、ハウジング２３０側を除くタービンホイール２０８の全周を覆うように形成される。カバー１０８，１１０には、それぞれ回転軸周りの一部に開口部２６８，２７０が形成される。回転軸周りに形成される開口部２６８，２７０の形状は特に限定されるものではなく、たとえば、矩形形状であってもよいし、楕円あるいは円形状であってもよいものとする。さらに、カバー１０８，１１０には、それぞれ軸方向に貫通する貫通穴が形成される。貫通穴には、図示しないＮＣ（Numerical Control）工作機械のエンドミルが挿入され、ナット２３６あるいはタービンホイール２０８の一部分を切削することにより、本発明によるバランス修正後の最終的なバランス調整が行なわれる。
【００５８】
次に、エンジン（図示せず）に搭載された電動過給機２１６の構成および動作について説明する。エンジンに搭載された電動過給機２１６は、図２に示すように、ハウジング２３０の回転軸方向の両端側にコンプレッサハウジング２０２とタービンハウジング２０４とが設けられる。
【００５９】
コンプレッサハウジング２０２は、回転軸方向に開口部が形成され、エアクリーナからの空気が流入される。また、コンプレッサハウジング２０２の回転軸周りには、一方端がインタークーラ（図示せず）に接続される吸気通路の他方端が接続される。すなわち、回転シャフト２１０が回転することにより、エアクリーナから流入した空気が圧縮されてインタークーラに送出される。
【００６０】
タービンハウジング２０４の回転軸周りには、一方端がエキゾーストマニホールド（図示せず）に接続される排気通路の他方端が接続される。タービンハウジング２０４は、回転軸方向に開口部が形成され、一方端が触媒に接続される排気管の他方端が接続される。
【００６１】
以上のような構成を有する電動過給機２１６の作動時においては、エンジンの内部で、燃料と混合された空気が燃焼された後、排気ガスは、排気通路からタービンハウジング２０４内に導かれる。排気ガスはそこでタービンホイール２０８を回転させ、その回転力が回転シャフト２１０に伝達される。その後、排気ガスは、排気管を流通して、触媒に導かれる。触媒に導かれた排気ガスは、浄化された状態で車外へ排出される。
【００６２】
一方、エンジンに供給するため車外より吸入された空気は、エアクリーナによってろ過された後、吸気通路を流通して、コンプレッサハウジング２０２内に導かれる。空気は回転シャフト２１０と一体となって回転するコンプレッサホイール２０６によって圧縮（過給）される。圧縮された空気は、インタークーラに導かれ、冷却された状態でエンジンの吸気通路を介して燃焼室に吸入される。
【００６３】
また、エンジンの低回転域においては、コンプレッサハウジング２０２内で圧縮された空気が所望の過給圧に到達しない場合（たとえば、エンジンの回転数が予め定められた回転数以下である場合）には、ステータ２３４に巻回されたコイルに電力を供給することにより、回転シャフト２１０が回転して、コンプレッサハウジング２０２内の過給圧が強制的に上昇するように制御される。
【００６４】
図３に、回転電機を有しない過給機３００を示す。回転シャフト３１０は、過給機３００のハウジング３３０に固定されたラジアルベアリング３２２，３２４およびスラストベアリング３２８により回転自在に支持される。回転シャフト３１０の一方端には、タービンホイール３０８が一体的に形成される。回転シャフト３１０の他方端には、カラー３３２、スラストベアリング３２８およびコンプレッサタービン３０６が挿入された状態でナット３３６により締結されて構成される。また、過給機３００のコンプレッサ側には、コンプレッサハウジング３０２が設けられ、過給機３００のタービン側には、タービンハウジング３０４が設けられる。
【００６５】
ナット３３６による締結力に対しては、スラストベアリング３２８のタービン側への移動を制限する段差部分３５０が受け面となる。ナット３３６および段差部分３５０によりスラストベアリング３２８、カラー３３２およびコンプレッサホイール３０６を挟持することにより、コンプレッサホイール３０６が回転シャフト３１０に対して位置決めされる。
【００６６】
回転電機を有しない過給機３００においては、回転シャフト３１０に固定される構成部品がコンプレッサ側に集中しているため、回転シャフト３１０のシャフト曲がりは、図３の太線に示すように、コンプレッサ側で大きく、タービン側の曲がりは少ない。
【００６７】
このような回転シャフト３１０のシャフト曲がりは、図４（Ａ）に示すように、コンプレッサホイール３０６、カラー３３２の軸方向の端面同士の平行度の積み重ねにより回転シャフトがアンバランス状態になることにより生じる。
【００６８】
そこで、ナット３３６を緩めた状態でコンプレッサホイール３０６を回転させることにより、コンプレッサホイール３０６と回転シャフト３１０との位相を変化させることができる。すなわち、図４（Ｂ）に示すように、図４（Ａ）に示す平行度の積み重ねの態様を変化させることにより、回転シャフト３１０のアンバランス状態を改善してシャフト曲がりを抑制することができる。
【００６９】
一方、図２に戻って、電動過給機２１６においては、回転シャフト２１０のラジアルベアリング２２２，２２４の間にロータ２１４が設けられる。ナット２３６の締結力に対しては、ロータ２１４のタービン側への移動を制限する段差部分２８０が受け面となる。すなわち、ナット２３６および段差部分２８０によりスラストベアリング２２８、カラー２３２、スペーサ２３８およびロータ２１４を挟持することにより、コンプレッサホイール２０６およびロータ２１４が回転シャフト２１０に対して位置決めされる。
【００７０】
回転電機を有する電動過給機２１６においては、回転シャフト２１０に固定される構成部品がタービン側にまで設けられる。そのため、回転シャフト２１０のシャフト曲がりは、図２の太線に示すように、コンプレッサ側だけでなくタービン側でも大きい。
【００７１】
特に、タービンホイール２０８は、コンプレッサホイール２０６よりも質量が大きい傾向にあり、同じ偏心量でも回転シャフト２１０全体のアンバランス量に大きく影響する。また、回転シャフト２１０にロータ２１４が偏心して設けられることにより、アンバランス量が大きくなる場合がある。
【００７２】
回転シャフト２１０がアンバランス状態であることに対して、平行度の積み重ねの態様を変化させるため、コンプレッサホイール２０６と回転シャフト２１０との位相を変化させたとしても、コンプレッサ側のシャフト曲がりについて抑制することができるが、タービン側のシャフト曲がりについて抑制することはできない。
【００７３】
また、タービン側のシャフト曲がりを抑制するため、スペーサ２３８あるいはロータ２１４と回転シャフト２１０との位相を変化させることも考えられるが、スペーサ２３８およびロータ２１４は、スラストベアリング２２８よりもタービン側に組み込まれるため、スペーサ２３８あるいはロータ２１４と回転シャフト２１０との位相を変化させるには、電動過給機２１６を分解する必要がある。
【００７４】
そこで、本発明は、バランス修正装置がアンバランス量に基づいて、ナット２３６の締結を緩めた状態で、回転シャフト２１０とロータ２１４との位相を変化させて、回転シャフト２１０のアンバランス状態を修正する点に特徴を有する。
【００７５】
具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後、ステータ２３４に電力が供給されてロータ２１４が回転することにより、回転シャフト２１０とロータ２１４との位相を変化させて、アンバランス状態が修正される。なお、回転シャフト２１０のバランス修正は、電動過給機２１６がエンジンに搭載される前に本発明に係るバランス修正装置により実施される。
【００７６】
本実施の形態においては、ナット２３６の締結が緩められた状態で、ロータ２１４の回転位置をステータ２３４に対して予め定められたロータ位置（１）〜（４）にそれぞれ相対位置が変更される。また、位置が変更される毎にナット２３６が締結されて、変更された位置における回転シャフト２１０のアンバランス量が検知される。
【００７７】
ロータ位置の変更は、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ステータ２３４に電力が供給されて、ロータ２１４だけが回転することにより行なわれる。なお、アンバランス量の検知は、ナット２３６が締結された状態で、回転シャフト２１０を予め定められた回転数まで上昇させて行なわれる。アンバランス量の検知は、本実施の形態においては、変位検知センサ１１２，１１４により回転シャフト２１０の端部の軸に直交する方向の変位量を検知することにより行なわれるとして説明するが、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６によりハウジング２３０の振動特性（たとえば、振動の強度、周波数）を検知することにより行なわれてもよく、特に限定されるものではない。
【００７８】
本実施の形態において、電動過給機２１６に設けられる回転電機は、図５に示すように、ロータ２１４と、ティース２４２，２４４，２４６，２４８およびコイル２５０，２５２，２５４，２５６を含むステータ２３４とから構成される２相の交流モータである。ロータ２１４は、Ｎ極とＳ極の２極の磁極を有する。また、ステータ２３４のステータコアには、ティース２４２，２４４，２４６，２４８が形成される。ティース２４２，２４４，２４６，２４８のそれぞれには、コイル２５０，２５２，２５４，２５６が巻回される。本実施の形態において、コイル２５０とコイル２５４とによりＡ相のコイルが形成される。また、コイル２５２とコイル２５６とによりＢ相のコイルが形成される。
【００７９】
Ａ相のコイル２５０，２５４に電力が供給されるときに、図６（Ａ）に示すように、ロータ２１４よりも紙面上方向に位置する、ティース２４２に巻回されたコイル２５０の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ロータ２１４よりも紙面下方向に位置する、ティース２４６に巻回されたコイル２５４の、ロータ２１４に対向する側は、Ｎ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４２に対向し、Ｓ極がティース２４６に対向する位置になるように回転する。図６（Ａ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（１）である。
【００８０】
Ｂ相のコイル２５２，２５６に電力が供給されるときに、図６（Ｂ）に示すように、ロータ２１４よりも紙面右方向に位置する、ティース２４４に巻回されたコイル２５２の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ロータ２１４よりも紙面左方向に位置する、ティース２４８に巻回されたコイル２５６の、ロータ２１４に対向する側は、Ｎ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４４に対向し、Ｓ極がティース２４８に対向する位置になるように回転する。図６（Ｂ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（２）である。
【００８１】
Ａ相のコイル２５０，２５４に電力が供給されるときに、図６（Ｃ）に示すように、ティース２４６に巻回されたコイル２５４の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ティース２４２に巻回されたコイル２５０の、ロータ２１４に対向する側がＮ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４６に対向し、Ｓ極がティース２４２に対向する位置になるように回転する。図６（Ｃ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（３）である。
【００８２】
Ｂ相のコイル２５２，２５６に電力が供給されるときに、図６（Ｄ）に示すように、ティース２４８に巻回されたコイル２５６の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になる場合を想定する。このとき、ティース２４４に巻回されたコイル２５２の、ロータ２１４に対向する側は、Ｎ極になる。この場合、形成された磁束の流れにより、ロータ２１４は、Ｎ極がティース２４８に対向し、Ｓ極がティース２４４に対向する位置になるように回転する。図６（Ｄ）に示す、ステータ２３４とロータ２１４との相対位置がロータ位置（４）である。
【００８３】
以下、図７を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。
【００８４】
なお、電動過給機２１６のアンバランス量の検知およびバランス修正は、電動過給機２１６が固定台等に固定されて、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲にそれぞれカバー１０８，１１０が取り付けられた状態で実施されるものとする。カバー１０８，１１０は、アンバランス量の検知時に取り付けられていればよい。すなわち、カバー１０８，１１０の取り付けは、バランス修正前に作業者により行なわれてもよいし、ＰＣ１１８により制御されるカバー取り付け装置（図示せず）により行なわれてもよい。
【００８５】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）Ｓ１００にて、ＰＣ１１８は、自然数ｉの値を初期値「１」に設定する。Ｓ１０２にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転位置をロータ位置（ｉ）に変更する。具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後に、ステータ２３４に電力が供給される。
【００８６】
ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転の制限をするように回転制限装置２７２を制御する。さらに、ナット２３６の締結は、回転シャフト２１０の回転が制限された状態でナット２３６が回転させられることにより緩められる。ナット２３６の締結は、ＰＣ１１８の制御信号に応じて自動締結装置（図示せず）により緩められる。なお、ナット２３６の締結は、作業者により緩められるようにしてもよい。
【００８７】
このとき、ロータ２１４は、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示したロータ位置（１）〜（４）のうちのいずれかの位置に回転させられた後、ナット２３６は、自動締結装置により再度締結される。たとえば、ロータ位置（１）になるようにロータ２１４を回転させる場合においては、ティース２４２に巻回されたコイル２５０の、ロータ２１４に対向する側がＳ極になるようにし、ティース２４６に巻回されたコイル２５４の、ロータ２１４に対向する側がＮ極になるようにＡ相のコイル２５０，２５４に電力が供給される。
【００８８】
Ｓ１０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。ＰＣ１１８は、回転数センサ１１６により検知される回転シャフト２１０の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機２１６の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ２３４への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。
【００８９】
Ｓ１０６にて、ＰＣ１１８は、タービン側の振れ量ｒ（ｉ）を測定する。具体的には、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８の端部に設けられた円筒形状２４０に対向するように設けられた変位検知センサ１１４により、振れ量ｒ（ｉ）が検知される。本実施の形態において、ＰＣ１１８は、予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（ｉ）を検知した後、ロータ２１４の回転を停止するようにステータ２３４に供給される電力を制御する。なお、振れ量ｒ（ｉ）は、予め定められた時間が経過するまで測定された振れ量のうちの最大値あるいは平均値である。
【００９０】
Ｓ１０８にて、ＰＣ１１８は、ｉの値が「１」であるか否かを判断する。ｉの値が「１」であると判断されると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１１０に移される。
【００９１】
Ｓ１１０にて、ＰＣ１１８は、振れ量ｒ（ｉ−１）が振れ量ｒ（ｉ）よりも大きいか否かを判断する。振れ量ｒ（ｉ−１）が振れ量ｒ（ｉ）よりも大きいと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
【００９２】
Ｓ１１２にて、ＰＣ１１８は、Ｌｏ＝ｉとする。Ｓ１１４にて、ＰＣ１１８は、ｉの値に１を加算する。Ｓ１１６にて、ＰＣ１１８は、ｉの値が「４」以上であるか否かを判断する。ｉの値が「４」以上であると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８に移される。もしそうでないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１０２に移される。
【００９３】
Ｓ１１８にて、ＰＣ１１８は、ロータ位置（Ｌｏ）に変更する。Ｌｏの値に対応したロータ位置への変更の手順については、Ｓ１０２にて説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００９４】
Ｓ１２０にて、ＰＣ１１８は、コンプレッサホイール２０６の位相変更処理を実施する。コンプレッサホイール２０６の位相変更処理において、変位検知センサ１１２によりコンプレッサ側の振れ量が検知される。検知された振れ量が予め定められた量以上であると、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結を緩められる。この状態で、コンプレッサホイール２０６を回転させるなどして、回転シャフト２１０とコンプレッサホイール２０６との位相が変更される。
【００９５】
コンプレッサホイール２０６の位相変更処理後においては、ナット２３６が再度締結される。なお、位相変更処理後、再度コンプレッサ側の振れ量を測定するようにしてもよい。測定された振れ量が予め定められた量以上であれば、再度ナット２３６を緩めて、回転シャフト２１０とコンプレッサホイール２０６との位相を変更した後、ナット２３６を再度締結するようにしてもよい。
【００９６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作について説明する。
【００９７】
コンプレッサハウジング２０２およびタービンハウジング２０４が取り付けられていない（あるいは、取り外された）状態で電動過給機２１６が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲を覆うカバー１０８，１１０がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト２１０のバランス修正が実施される。ｉの値は初期値「１」に設定され（Ｓ１００）、ロータ２１４は、ロータ位置（１）に変更される（Ｓ１０２）。
【００９８】
直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力がステータ２３４に供給されると、回転シャフト２１０の回転数は上昇する。回転数センサ１１６により検知された回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇すると（Ｓ１０４）、変位検知センサ１１４によりタービン側の振れ量ｒ（１）の測定が開始される（Ｓ１０６）。予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（１）が測定された後、回転シャフト２１０の回転が停止される。
【００９９】
ｉの値は「１」であるため（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、Ｌｏの値が「１」に更新される（Ｓ１１２）。その後、ｉの値には「１」が加算されて、「２」に更新される（Ｓ１１４）。ｉの値は「４」以上ではないため（Ｓ１１６にてＮＯ）、ロータ２１４は、ロータ位置（２）に変更される（Ｓ１０２）。
【０１００】
直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力がステータ２３４に供給されると、回転シャフト２１０の回転数は上昇する。回転数センサ１１６により検知された回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数以上になると（Ｓ１０４）、変位検知センサ１１４によりタービン側の振れ量ｒ（２）の測定が開始される（Ｓ１０６）。予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（２）が測定された後、回転シャフト２１０の回転が停止される。
【０１０１】
ｉの値は「２」であるため（Ｓ１０８にてＮＯ）、振れ量ｒ（１）が振れ量ｒ（２）よりも大きいと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、Ｌｏの値は「２」に更新される。一方、振れ量ｒ（１）が振れ量ｒ（２）以下であると（Ｓ１１０にてＮＯ）、ｉの値には「１」が加算されて、「３」に更新される（Ｓ１１４）。ｉの値が「４」以上ではないため（Ｓ１１６にてＮＯ）、同様にロータ位置（３）および（４）に対応する振れ量ｒ（３）およびｒ（４）が測定される。そして、振れ量ｒ（１）〜ｒ（４）のうちの最も小さい振れ量に対応するｉの値をＬｏの値として更新される（Ｓ１１２）。
【０１０２】
ｉの値が「４」以上になると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、ロータ位置（Ｌｏ）に変更される（Ｓ１１８）。そして、コンプレッサホイール２０６の位相変更処理が実行される（Ｓ１２０）。
【０１０３】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、ナットの締結を緩めた後に、ステータに電力を供給すると、ロータだけを回転させることができる。そのため、回転シャフトとロータとの位相を変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定されるロータ等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトとロータとの位相を変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、ナットの締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置およびバランス修正方法を提供することができる。
【０１０４】
また、ロータ位置（１）〜（４）に対応する複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、回転シャフトの回転を制限した状態でロータとステータとの位相角度が調整される。これにより、回転シャフトとロータとの位相を変化させることができる。特に、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるようにすることにより、平行度の積み重ねの態様をアンバランス状態が改善するように変化させることができる。
【０１０５】
＜第１の実施の形態の変形例＞
以下、第１の実施の形態の変形例に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本変形例に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と比較して、変位検知センサ１１２，１１４が設けられる位置および回転シャフト２１０に代えて回転シャフト２６２が設けられる点が異なる。それ以外の構成については、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１０６】
本変形例における電動過給機２１６は、図８に示すように、回転シャフト２６２を含む。回転シャフト２６２には、加工時に基準となる加工穴２７４，２７６が回転軸上を中心として形成される。本変形例において加工穴２７４，２７６は、図８に示すように、回転シャフト２６２の回転軸を通る断面において、Ｖ字形状の断面を示す。そのため、加工穴２７４，２７６には円錐形状の空間が形成される。
【０１０７】
回転シャフト２６２の形状は、加工穴２７４，２７６を基準軸として、切削等により形成される。本変形例において、変位検知センサ１１２，１１４が、加工穴２７４，２７６に形成される加工面２８４，２８６に対向するように設けられる点に特徴を有する。
【０１０８】
具体的には、図８に示す回転シャフト２６２の回転軸を通る断面においてＶ字形状の加工面２８４，２８６に対向するように、変位検知センサ１１２，１１４が設けられる。変位検知センサ１１２，１１４は、対向する加工面２８４，２８６に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量を検知する。検知された変位量に対応する信号は、ＰＣ１１８に送信される。
【０１０９】
変位検知センサ１１２，１１４が対向する加工面２８４，２８６に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量は、ＰＣ１１８により、回転軸に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量に換算される。たとえば、図９に示す回転シャフト２６２の回転軸を通る断面において、変位検知センサ１１２に対向する加工面２８４が回転軸に対して３０度の角度を有する場合を想定する。このとき、変位検知センサ１１２の方向と回転軸に直交する方向とのなす角度も３０度となる。そのため、加工面２８４に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量を、回転軸に直交する方向についての、回転シャフト２６２の回転時の変位量に換算することができる。
【０１１０】
加工穴２７４，２７６は、回転シャフト２６２を加工するための基準として必須の構成となる。したがって、変位検知センサ１１２，１１４により回転軸に直交する方向に検知可能な精度を有する形状を回転シャフトに新たに設けることなく、精度高く、回転軸に直交する方向の振れ量を計測することができる。そのため、コストの上昇を抑制することができる。なお、本変形例に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置と比較して、振れ量の検知方法だけが異なる。その他の動作および効果については、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作および効果と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【０１１１】
＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と比較して、回転角度検出センサ２５８，２６０がさらに設けられる点が異なる。それ以外の構成については、上述した第１の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１１２】
図１０に示すように、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置は、回転角度検出センサ２５８，２６０をさらに含む。回転角度検出センサ２５８，２６０は、ロータ２１４に対向して設けられる。回転角度検出センサ２５８，２６０は、回転軸に直交する同一平面上に設けられる。回転角度検出センサ２５８，２６０は、回転軸を軸中心を中心として、９０度の位相角度を有するように設けられる。回転角度検出センサ２５８，２６０は、回転角度を示す信号をそれぞれＰＣ１１８に送信する。
【０１１３】
なお、回転角度検出センサ２５８，２６０は、バランス修正装置の構成として新たに設けるようにしてもよいし、電動過給機２１６に設けられるレゾルバを利用する構成としてもよく特に限定されるものではない。
【０１１４】
図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、回転角度検出センサ２５８，２６０から出力される磁束密度を示す信号出力は、９０度の位相だけずれた変化を示す。
【０１１５】
たとえば、図１０に示す初期ロータ位置において、回転角度検出センサ２５８は、ロータ２１４のＮ極とＳ極との境目部分に対向する位置関係となる場合を想定する。この位置からロータ２１４が反時計回りに回転を開始する場合においては、図１１（Ａ）に示すように、回転角度検出センサ２５８の信号出力は、磁束密度の変化とともに変化する。すなわち、信号出力は、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２６０に近づくにつれて増加していく。また、信号出力は、ロータ２１４のＮ極と回転角度センサ２５８とが対向する位置になる角度において極大値となる。さらに、信号出力は、ロータ２１４のＳ極が回転角度検出センサ２５８に近づくにつれて減少していく。
【０１１６】
図１０に示す初期ロータ位置において、ロータ２１４のＮ極が、回転角度検出センサ２６０に対向する位置である場合を想定する。この位置からロータ２１４が反時計回りに回転を開始する場合においては、図１１（Ｂ）に示すように、回転検出センサ２６０の信号出力は、磁束密度の変化とともに変化する。すなわち、信号出力は、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２６０から遠ざかるにつれて減少していく。信号出力は、ロータ２１４のＳ極と回転角度センサ２６０とが対向する位置になる角度において極小値となる。信号出力は、ロータ２１４のＳ極が回転角度検出センサ２６０から遠ざかるにつれて増加していく。
【０１１７】
ロータ２１４の位置変更は、ナット２３６の締結を緩めた状態であって、かつ回転シャフト２１０の回転を制限した状態で、図１２（Ａ）に示すように、ステータ２３４に電力を供給して磁束の流れを生じさせることにより、ロータ２１４に矢印に示すような反時計回りの回転力を発現させて実行される。このようにすると、たとえば、図１２（Ｂ）の紙面上下方向の一点鎖線に示すように、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度３０度の位置にロータ２１４のＮ極の頂部を移動させることが可能となる。
【０１１８】
すなわち、図１３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度３０度の位置に対応する磁束密度ＭａおよびＭｂを予め適合するなどして定めておく。ステータ２３４に電力を供給した後、回転角度検出センサ２５８，２６０からの信号出力に対応する磁束密度がＭａ，Ｍｂとなる時点でステータ２３４への電力供給を停止する。これにより、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対してなす角度３０度の位置にロータ２１４を回転させることができる。なお、ロータ２１４の位置変更は、３０度に限定されるものではない。また、以下の説明において、ロータ２１４の回転角度は、説明の便宜上、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線（図１２（Ｂ）の紙面上下方向の一点鎖線）を基準線とするが、特に、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線を基準線とすることに限定されるものではない。
【０１１９】
本実施の形態に係るバランス修正装置は、ナット２３６の締結を緩めた状態であって、かつ回転シャフト２１０の回転を制限した状態で、ロータ２１４の位置を予め定められたロータ位置に回転させる。バランス修正装置は、ナット２３６が締結された状態で、予め定められたロータ位置に対応する振れ量を検知する。バランス修正装置は、複数のロータ２１４の位置に対応する振れ量を検知する。バランス修正装置は、検知された複数の振れ量に基づいて、振れ量の位相変化の近似式を算出する。バランス修正装置は、算出された近似式の振れ量の最小値となる位相角度を算出する。バランス修正装置は、ロータ２１４の回転角度が振れ量の最小値となる位相角度となるようにナット２３６を緩めた状態であって、かつ回転シャフト２１０の回転を制限した状態で回転させる。本実施の形態においては、バランス修正装置が上述のように動作する点を特徴とする。
【０１２０】
本実施の形態においては、図１４（Ａ）に示すように、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２６０に対向する位置をロータ位置Ａ（１）とする。なお、ロータ位置Ａ（１）におけるロータ２１４の回転角度は、上述の基準線に対してａ（１）である。
【０１２１】
また、図１４（Ｂ）に示すように、ロータ２１４のＮ極が回転角度検出センサ２５８に対向する位置をロータ位置Ａ（２）とする。図１４（Ｂ）に示すロータ２１４の回転位置は、図１４（Ａ）に示すロータ２１４の回転位置から反時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１２２】
さらに、図１４（Ｃ）に示すように、ロータ２１４のＳ極が回転角度検出センサ２６０に対向する位置をロータ位置Ａ（３）とする。図１４（Ｃ）に示すロータ２１４の回転位置は、図１４（Ｂ）に示すロータ２１４の回転位置からさらに反時計回りに９０度だけ回転させた位置である。
【０１２３】
なお、本実施の形態においては、ロータ位置Ａ（１）〜Ａ（３）の３点における振れ量を検知するとして説明するが、特に３点に限定されるものではなく、３点以上であってもよい。また、本実施の形態において、ロータ位置Ａ（１）〜Ａ（３）は、それぞれ９０度間隔であるが、特に９０度間隔に限定されるものではない。
【０１２４】
以下、図１５を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。
【０１２５】
なお、図１５に示したフローチャートの中で、前述の図７に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについて処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１２６】
Ｓ２０２にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転位置をロータ位置Ａ（ｉ）に変更する。具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後に、ステータ２３４に電力が供給される。このとき、ＰＣ１１８は、回転角度検出センサ２５８，２６０から出力される信号に基づく磁束密度がロータ位置Ａ（ｉ）に対応する値になる位置までロータ２１４を回転させる。その後、ナット２３６が再び締結される。
【０１２７】
Ｓ２０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。ＰＣ１１８は、回転数センサ１１６により検知される回転シャフト２１０の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機２１６の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ２３４への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。
【０１２８】
Ｓ２０６にて、ＰＣ１１８は、タービン側の振れ量ｒ（ｉ）を測定する。具体的には、回転シャフト２１０のタービンホイール２０８の端部に設けられた円筒形状２４０に対向するように設けられた変位検知センサ１１４により、振れ量ｒ（ｉ）が検知される。本実施の形態において、ＰＣ１１８は、予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（ｉ）を検知した後、ロータ２１４の回転を停止するようにステータ２３４に供給される電力を制御する。なお、振れ量ｒ（ｉ）は、予め定められた時間が経過するまで測定された振れ量のうちの最大値あるいは平均値である。
【０１２９】
Ｓ２０８にて、ＰＣ１１８は、ロータ２１４の回転角度ａ（ｉ＋１）を回転角度ａ（１）＋ｉ×９０度に設定する。Ｓ２１０にて、ＰＣ１１８は、ｉの値に「１」を加算する。Ｓ２１２にて、ＰＣ１１８は、ｉの値が「３」以上であるか否かを判断する。ｉの値が「３」以上であると（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、処理はＳ２１４に移される。もしそうでないと（Ｓ２１２にてＮＯ）、処理はＳ２０２に移される。
【０１３０】
Ｓ２１４にて、ＰＣ１１８は、算出された振れ量ｒ（１）〜ｒ（３）より振れ量の位相変化を示す近似式ｆ（ｘ）を算出する。近似式は周期的な関数であれば特に限定されるものではないが、たとえば、三角関数である。図１６に示すように、回転角度ａ（１）〜ａ（３）に対応する振れ量ｒ（１）〜ｒ（３）に基づいて、近似式ｆ（ｘ）が算出される。
【０１３１】
Ｓ２１６にて、ＰＣ１１８は、算出された近似式ｆ（ｘ）において振れ量最小値に対応する回転角度Ｌｏを算出する。たとえば、図１６に示すように、算出された近似式ｆ（ｘ）において振れ量の最小値ｒ（４）に対応する角度位相Ｌｏが算出される。
【０１３２】
Ｓ２１８にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト２１０の回転角度を角度Ｌｏに変更する。具体的には、回転シャフト２１０の回転が制限された状態で、ナット２３６の締結が緩められた後に、ステータ２３４に電力が供給される。この時点で、ロータ２１４と回転シャフト２１０との相対位置関係は、ロータ位置Ａ（３）時におけるロータ２１４と回転シャフト２１０との相対位置関係と同じである。すなわち、ロータ２１４は、角度ａ（３）の位置である。この位置から、角度Ｌｏに対応する位置に回転させられた後、ナット２３６が自動締結装置により再度締結される。
【０１３３】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置の動作について説明する。
【０１３４】
コンプレッサハウジング２０２およびタービンハウジング２０４が取り付けられていない（あるいは、取り外された）状態で電動過給機２１６が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲を覆うカバー１０８，１１０がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト２１０のバランス修正が実施される。ｉの値は初期値「１」に設定され（Ｓ１００）、ロータ２１４はロータ位置Ａ（１）に変更される（Ｓ２０２）。
【０１３５】
直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力がステータ２３４に供給されると、回転シャフト２１０の回転数は上昇する。回転数センサ１１６により検知された回転シャフト２１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇すると（Ｓ２０４）、変位検知センサ１１４によりタービン側の振れ量ｒ（１）の測定が開始される（Ｓ２０６）。予め定められた時間が経過するまで振れ量ｒ（１）が測定された後、回転シャフト２１０の回転が停止される。
【０１３６】
その後、回転角度ａ（２）＝ａ（１）＋９０度に設定される（Ｓ２０８）。そして、ｉの値には「１」が加算されて「２」に更新される（Ｓ２１０）。また、ｉの値は「３」以上ではないため（Ｓ２１２にてＮＯ）、ロータ２１４は、ロータ位置Ａ（２）に対応する角度ａ（２）に変更される（Ｓ２０２）。同様に、ｒ（２）およびｒ（３）が算出されると、ｉの値が「３」であるため（Ｓ２１２にてＹＥＳ）、算出された振れ量ｒ（１）〜ｒ（３）に基づいて近似式ｆ（ｘ）が算出される（Ｓ２１４）。算出された近似式ｆ（ｘ）の最小値に対応する角度Ｌｏが算出される（Ｓ２１６）。
【０１３７】
ロータ２１４の回転角度は、角度Ｌｏに変更された後（Ｓ２１８）、コンプレッサホイール２０６側の位相変更処理が実行される（Ｓ２２０）。
【０１３８】
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、上述の第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置により発現する効果に加えて、回転角度検出センサを用いて、ロータを所望の位置に回転させることができるため、ロータの回転シャフトに対する相対位置を振れ量の最小値に対応する位置に変更することができる。そのため、バランス修正を精度よく実施することができる。
【０１３９】
＜第３の実施の形態＞
以下、第３の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置について説明する。本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置は、上述した第２の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と比較して、電動過給機２１６が回転シャフト２１０およびロータ２１４に代えて回転シャフト４１０およびロータ４１４を含む点が異なる。それ以外の構成については、上述した第２の実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０１４０】
図１７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る電動過給機２１６においては、回転シャフト４１０とロータ４１４とは、回転軸に直交する方向の距離（以下、クリアランスという）が上述の第２の実施の形態における電動過給機２１６の回転シャフト２１０およびロータ２１４と比較して大きくなる構造を有する。これにより、図１８に示す回転シャフト２１０およびロータ２１４のようにクリアランスが小さい場合と比較して、ロータの内径研磨工程を省略することができるため、切削工程のみによる製造が可能となる。そのためコストの上昇が抑制される。
【０１４１】
以上のような構成を有する本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置は、検知されたアンバランス量に基づいて、ナット２３６の締結を緩めた状態で、回転シャフト４１０とロータ４１４とのクリアランスを変化させてアンバランス状態を修正する点に特徴を有する。
【０１４２】
具体的には、回転シャフト４１０の回転を制限した状態で、ステータ２３４に電力を供給して、ロータ４１４を回転軸に直交する方向に移動させることにより、回転シャフト４１０の外径とロータ４１４の内径とのクリアランスを変化させて、アンバランス状態を修正する。
【０１４３】
たとえば、図１９（Ａ）に示すように、振れ量の検知により回転シャフト４１０のアンバランスの位置がロータ４１４のＳ極の頂部に有する場合を想定する。このアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線は、ティース２４２とティース２４６との中心線に対して３０度の角度を有する。なお、ナット２３６の締結は緩めた状態であって、回転シャフト４１０の位置は制限された状態である。
【０１４４】
このとき、図１９（Ｂ）に示すように、ロータ４１４の前述のアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向に磁力が発生するように、ステータ２３４に電力が供給される。
【０１４５】
具体的には、Ａ相のコイル２５０，２５４により発現する磁力によりロータ４１４に作用する図１９（Ｂ）の紙面上方向の力と、Ｂ相のコイル２５２，２５６により発現する磁力によりロータ４１４に作用する図１９（Ｂ）の紙面左方向の力との合力とにより、ロータ４１４のアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向の磁力が発生する。
【０１４６】
そのため、図１９（Ｃ）に示すように、ロータ４１４は、発生した磁力によりアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿って移動する。そのため、ロータ４１４は、軸中心側に移動することとなる。これにより、アンバランス位置を軸中心側に移動させることにより、振れ量を減少させて、回転シャフト４１０のアンバランス状態が修正される。
【０１４７】
次に、図２０（Ａ）に示すように、振れ量の検知により回転シャフト４１０のアンバランスの位置がロータ４１４のＮ極とＳ極の境界部分に位置する場合を想定する。そして、この境界部分がステータ２３４の極に対向する位置関係にある場合、Ｂ相のコイル２５２，２５６により発現する磁力によりロータ４１４をアンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿って（具体的には、図２０（Ｂ）の紙面左方向に沿って）直接的に移動させることが困難になる場合がある。
【０１４８】
そのため、この場合、ナット２３６を締結した状態で、ステータ２３４に電力が供給されて、ロータ４１４のＮ極とＳ極との境界部分が各ティースに対向しないように、予め定められた角度だけ回転させる。たとえば、図２０（Ｂ）に示すように、ロータ４１４のＮ極の頂部は、ティース２４２と軸中心とを結ぶ直線に対して４５度だけ回転させた位置に向くように回転させられる。
【０１４９】
そして、ナット２３６の締結を緩めた後、アンバランス位置と軸中心とを結ぶ直線に沿った方向に磁力が発生するように、ステータ２３４に電力が供給される。発生した磁力によりアンバランス位置が軸中心側に移動するようにロータ４１４が移動させられる。これにより、振れ量が減少して回転シャフト４１０のアンバランス状態が修正される。
【０１５０】
以下、図２１を参照しつつ、本実施の形態に係る電動過給機２１６のバランス修正装置におけるバランス修正の手順について説明する。
【０１５１】
なお、電動過給機２１６のアンバランス量の検知およびバランス修正は、電動過給機２１６が固定台等に固定されて、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲にそれぞれカバー１０８，１１０が取り付けられた状態で実施されるものとする。カバー１０８，１１０は、アンバランス量の検知時に取り付けられていればよい。すなわち、カバー１０８，１１０の取り付けは、バランス修正前に作業者により行なわれてもよいし、ＰＣ１１８により制御されるカバー取り付け装置により行なわれてもよい。
【０１５２】
Ｓ３００にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転数が予め定められた目標回転数まで上昇するように、ステータ２３４に供給される電力を制御する。ＰＣ１１８は、回転数センサ１１６により検知される回転シャフト４１０の回転数が目標回転数で維持されるようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。予め定められた目標回転数は、電動過給機２１６の実使用回転数領域の回転数であって、ステータ２３４への電力供給により到達可能な回転数であれば、特に限定されるものではない。
【０１５３】
Ｓ３０２にて、ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６によりハウジング２３０に生じる振動を測定する。具体的には、ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６よりそれぞれ検知される加速度の時系列変化を取得する。ＰＣ１１８は、取得された加速度の時系列変化に基づいて強度あるいは周波数等の振動特性を算出して、回転シャフト４１０の回転時のバランス状態を検知する。ＰＣ１１８は、測定が開始されてから予め定められた時間が経過するまで振動の測定を継続する。なお、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６による振動測定に代えて、変位検知センサ１１２，１１４により振れ量を測定するようにしてもよい。
【０１５４】
Ｓ３０４にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転が停止するようにインバータ１０２を介してステータ２３４に供給される電力を制御する。
【０１５５】
Ｓ３０６にて、ＰＣ１１８は、測定された振動が許容範囲内の振動であるか否かを判断する。たとえば、ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６により測定された振動の強度がそれぞれ予め定められた強度以下であると、許容範囲内の振動であると判断するようにしてもよいし、測定された振動の周波数が予め定められた周波数帯であると、許容範囲内の振動である（あるいは、許容範囲内の振動ではない）と判断するようにしてもよい。なお、変位検知センサ１１２，１１４により回転シャフト４１０の振れ量が検知される場合においては、ＰＣ１１８が、振れ量が予め定められた量以内であるか否かを判断するようにすればよい。振動が許容範囲内の振動であると（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、この処理は終了する。もしそうでないと（Ｓ３０６にてＮＯ）、処理はＳ３０８に移される。
【０１５６】
Ｓ３０８にて、ＰＣ１１８は、アンバランス量および位相を算出する。ＰＣ１１８は、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６により測定された振動特性に基づいて回転シャフト４１０の回転時のバランス状態を解析して、アンバランス量および位相（アンバランスの位置）を算出する。
たとえば、ＰＣ１１８は、加速ピックアップセンサ１０４，１０６により測定された振動の強度（振幅）の最大値に基づいて回転シャフト４１０のアンバランス量を算出する。また、ＰＣ１１８は、振動の強度が最大となるときの回転角度に基づいて位相を算出する。なお、ロータ４１４の回転角度は、たとえば、レゾルバ等の回転角度検出センサ２５８，２６０を用いて検知すればよい。また、ＰＣ１１８は、たとえば、振動特性とアンバランス量および位相との関係（たとえば、マップ、表、数式など）を予め適合しておき、測定された振動特性に基づいてアンバランス量および位相を算出するようにしてもよい。
【０１５７】
Ｓ３１０にて、ＰＣ１１８は、ステータ２３４とロータ４１４との相対角度を検出する。Ｓ３１２にて、ＰＣ１１８は、検出されたステータ２３４とロータ４１４との相対角度に基づいて、ロータ４１４のＮ極あるいはＳ極がステータ２３４の極（すなわち、ステータ２３４に設けられるティースのいずれか）と一致しているか否かを判断する。すなわち、ＰＣ１１８は、ロータ４１４の磁極の境界部分とステータ２３４の極とが対向する位置関係にあるか否かを判断する。ロータ４１４の極とステータ極とが一致していると（Ｓ３１２にてＹＥＳ）、処理はＳ３１４に移される。もしそうでないと（Ｓ３１２にてＮＯ）、処理はＳ３１６に移される。
【０１５８】
Ｓ３１４にて、ＰＣ１１８は、ロータ４１４の回転角度を変更するようにステータ２３４に電力を供給する。ロータ４１４の回転角度は、予め定められた角度だけ変更すればよい。予め定められた角度は、特に限定されるものではなく、ロータ４１４の極とステータ２３４の極とが一致しない回転角度（すなわち、ロータ４１４の磁極の境界部分とステータ２３４の極とが一致しない回転角度）であれば、特に限定されるものではない。
【０１５９】
Ｓ３１６にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転を制限する。Ｓ３１８にて、ＰＣ１１８は、ステータ２３４に対する通電量を算出する。ＰＣ１１８は、検知されたアンバランス量および位相に基づいて通電量を算出する。ＰＣ１１８は、たとえば、検知されたアンバランス量および位相からマップ等を用いて通電量を算出する。
【０１６０】
Ｓ３２０にて、ＰＣ１１８は、ナット２３６の締結を緩めた状態にする。Ｓ３２２にて、ＰＣ１１８は、ステータ２３４に対して算出された通電量の電力を供給する。
【０１６１】
Ｓ３２４にて、ＰＣ１１８は、ナット２３６を締結された状態にする。Ｓ３２６にて、ＰＣ１１８は、回転シャフト４１０の回転の制限を解除する。
【０１６２】
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。
【０１６３】
コンプレッサハウジング２０２およびタービンハウジング２０４が取り付けられていない（あるいは、取り外された）状態で電動過給機２１６が固定台等に固定される。さらに、コンプレッサホイール２０６およびタービンホイール２０８の周囲を覆うカバー１０８，１１０がカバー取り付け装置により取り付けられる。このような状態で回転シャフト４１０のバランス修正が実施される。
【０１６４】
すなわち、電動過給機２１６には直流電源１００からインバータ１０２を介して交流電力が供給される。ステータ２３４に交流電力が供給されることに応じて、回転シャフト４１０の回転数が上昇する。
【０１６５】
そして、回転数センサ１１６により検知された回転シャフト４１０の回転数が予め定められた目標回転数以上なると（Ｓ３００）、加速度ピックアップセンサ１０４，１０６により振動測定が開始される（Ｓ３０２）。そして、予め定められた時間が経過するまで振動測定が実施された後に、回転シャフト４１０の回転が停止される（Ｓ３０４）。
【０１６６】
測定された振動が許容範囲内の振動であれば（Ｓ３０６にてＹＥＳ）、電動過給機２１６のバランス修正処理が終了する。一方、測定された振動が許容範囲内の振動でなければ（Ｓ３０６にてＮＯ）、測定された振動特性に基づいてアンバランス量および位相が算出される（Ｓ３０８）。そして、ステータ２３４とロータ４１４との相対角度が検出される（Ｓ３１０）。
【０１６７】
検出されたステータ２３４とロータ４１４との相対角度がロータ極とステータ極とが一致する角度でないと（Ｓ３１２にてＮＯ）、回転シャフト４１０の回転が制限される（Ｓ３１６）。一方、検出されたステータ２３４とロータ４１４との相対角度がロータ極とステータ極とが一致する角度であると（Ｓ３１２にてＹＥＳ）、ステータ２３４に電力が供給されてロータ４１４の回転角度が変更された後（Ｓ３１４）、回転シャフト４１０の回転が制限される（Ｓ３１６）。
【０１６８】
ステータ２３４に供給される通電量が算出され（Ｓ３１８）、回転シャフト４１０の回転が制限された状態でナット２３６の締結が緩められる（Ｓ３２０）。算出された通電量の電力がステータ２３４に通電されると（Ｓ３２２）、回転シャフト４１０とロータ４１４とにおいて回転軸に直交する方向のクリアランスが変化する。すなわち、アンバランス位置が軸中心側（すなわち、振れ量が減少する側）にロータ４１４が移動するため、アンバランス状態が修正される。その後、ナット２３６が締結され（Ｓ３２４）、回転シャフト４１０の回転の制限が解除される（Ｓ３２６）
以上のようにして、本実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置によると、回転シャフトの回転を制限した状態で、ステータに電力を供給すると、回転シャフトの位置を制限したままロータだけを回転軸に直交する方向に移動させることができる。そのため、回転シャフトとロータとのクリアランスを変化させることができる。回転シャフトのアンバランス状態は、回転シャフトに固定されるロータ等の構成部品の平行度の積み重ねに起因して生じる。したがって、回転シャフトとロータとのクリアランスを変化させることにより、平行度の積み重ねの態様が変化して、回転シャフトのアンバランス状態を改善するように修正することができる。さらに、回転シャフトのバランス修正は、電動過給機を分解することなく、ナットの締結を緩めることにより実施することができる。そのため、電動過給機を分解してバランス修正した後に組み立て直す場合と比較して、短時間で回転シャフトのアンバランス状態を修正することができる。したがって、電動過給機を分解することなく、短時間でアンバランス状態を修正するバランス修正装置を提供することができる。
【０１６９】
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】
【０１７０】
【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】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３】回転電機を有しない過給機の構成を示す図である。
【図４】コンプレッサホイール、カラーおよびスラストベアリングの平行度の積み重ねの態様を示す図である。
【図５】第１の実施の形態における電動過給機のロータとステータとを示す図である。
【図６】第１の実施の形態における各ロータ位置におけるロータとステータとの位置関係を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施の形態の変形例に係る電動過給機のバランス修正装置の構成を示す図である。
【図９】変位検知センサによる検知対象物の構造を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における電動過給機のロータとステータとを示す図である。
【図１１】回転角度検出センサにより検知される磁束密度の変化を示す図（その１）である。
【図１２】第２の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図である。
【図１３】回転角度検出センサにより検知される磁束密度の変化を示す図（その２）である。
【図１４】第２の実施の形態における各ロータ位置におけるロータとステータとの位置関係を示す図である。
【図１５】第２の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【図１６】検知された振れ量と近似式とを示す図である。
【図１７】第３の実施の形態における回転シャフトおよびロータの構造を示す図である。
【図１８】クリアランスが小さい場合における回転シャフトおよびロータの構造を示す図である。
【図１９】第３の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図（その１）である。
【図２０】第３の実施の形態におけるバランス修正の態様を示す図（その２）である。
【図２１】第３の実施の形態に係る電動過給機のバランス修正装置のバランス修正の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７１】
１００ 直流電源、１０２ インバータ、１０４，１０６ 加速度ピックアップセンサ、１０８，１１０ カバー、１１２，１１４ 変位検知センサ、１１６ 回転数センサ、１１８ ＰＣ、２０２，３０２ コンプレッサハウジング、２０４，３０４ タービンハウジング、２０６，３０６ コンプレッサホイール、２０８，３０８ タービンホイール、２１０，２６２，３１０，４１０ 回転シャフト、２１４，４１４ ロータ、２１６ 電動過給機、２２２，２２４，３２２，３２４ ラジアルベアリング、２２８，３２８ スラストベアリング、２３０，３３０ ハウジング、２３２，３３２ カラー、２３４ ステータ、２３６，３３６ ナット、２３８ スペーサ、２４０ 突起部、２４２，２４４，２４６，２４８ ティース、２５０，２５２，２５４，２５６ コイル、２５８，２６０ 回転角度検出センサ、２６８，２７０ 開口部、２７２ 回転制限装置、２７４，２７６ 加工穴、２８０，３５０ 段差部分、２８４，２８６ 加工面、３００ 過給機、３０２。
【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対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させるための供給手段と、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む、電動過給機のバランス修正装置。
【請求項２】
前記修正手段は、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して前記回転子を回転させることにより、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項１に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項３】
前記供給手段は、前記回転子と前記固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給するための手段を含み、
前記検知手段は、前記締結部材が締結された状態で、前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するための手段を含み、
前記修正手段は、前記回転子と前記固定子との位相角度が、前記複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給して、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項２に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項４】
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させるための供給手段と、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子とのクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む、電動過給機のバランス修正装置。
【請求項５】
前記回転シャフトは、前記回転子を貫通して設けられ、
前記修正手段は、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、前記回転シャフトの外径と前記回転子の内径とのクリアランスを変化させて、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項４に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項６】
前記回転子は２つの磁極を有し、
前記バランス修正装置は、前記回転子の回転角度を検知するための角度検知手段をさらに含み、
前記供給手段は、前記検知された回転子の回転角度が、前記回転子の磁極の境界部分と前記固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、前記締結部材が締結された状態で、前記境界部分が前記固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、前記固定子に電力を供給するための手段を含む、請求項５に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記回転シャフトの両端部に対向して設けられ、前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するための変位検知手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項８】
前記検知手段は、前記電動過給機の筐体に設けられ、前記電動過給機に生じた振動を検知するための振動検知手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項９】
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させる供給ステップと、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む、電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１０】
前記修正ステップは、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して前記回転子を回転させることにより、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項９に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１１】
前記供給ステップは、前記回転子と前記固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給するステップを含み、
前記検知ステップは、前記締結部材が締結された状態で、前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するステップを含み、
前記修正ステップは、前記回転子と前記固定子との位相角度が、前記複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給して、前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項１０に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１２】
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させる供給ステップと、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子とのクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む、電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１３】
前記回転シャフトは、前記回転子を貫通して設けられ、
前記修正ステップは、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、前記回転シャフトの外径と前記回転子の内径との間のクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項１２に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１４】
前記回転子は２つの磁極を有し、
前記バランス修正方法は、前記回転子の回転角度を検知する角度検知ステップをさらに含み、
前記供給ステップは、前記検知された回転子の回転角度が、前記回転子の磁極の境界部分と前記固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、前記締結部材が締結された状態で、前記境界部分が前記固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、前記固定子に電力を供給するステップを含む、請求項１３に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１５】
前記検知ステップは、前記回転シャフトの両端部に対向して設けられた変位検知センサにより、前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するステップを含む、請求項９〜１４のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１６】
前記検知ステップは、前記電動過給機の筐体に設けられた加速度ピックアップセンサにより、前記電動過給機に生じた振動を検知するステップを含む、請求項９〜１４のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【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対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させるための供給手段と、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む、電動過給機のバランス修正装置。
【請求項２】
前記修正手段は、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して前記回転子を回転させることにより、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項１に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項３】
前記供給手段は、前記回転子と前記固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給するための手段を含み、
前記検知手段は、前記締結部材が締結された状態で、前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するための手段を含み、
前記修正手段は、前記回転子と前記固定子との位相角度が、前記複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給して、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項２に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項４】
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正装置であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させるための供給手段と、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知するための検知手段と、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子とのクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正するための修正手段とを含む、電動過給機のバランス修正装置。
【請求項５】
前記回転シャフトは、前記回転子を貫通して設けられ、
前記修正手段は、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、前記回転シャフトの外径と前記回転子の内径とのクリアランスを変化させて、前記アンバランス状態を修正するための手段を含む、請求項４に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項６】
前記回転子は２つの磁極を有し、
前記バランス修正装置は、前記回転子の回転角度を検知するための角度検知手段をさらに含み、
前記供給手段は、前記検知された回転子の回転角度が、前記回転子の磁極の境界部分と前記固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、前記締結部材が締結された状態で、前記境界部分が前記固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、前記固定子に電力を供給するための手段を含む、請求項５に記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記回転シャフトの両端部に対向して設けられ、前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するための変位検知手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項８】
前記検知手段は、前記電動過給機の筐体に設けられ、前記電動過給機に生じた振動を検知するための振動検知手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正装置。
【請求項９】
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸周りの位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させる供給ステップと、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む、電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１０】
前記修正ステップは、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して前記回転子を回転させることにより、前記回転シャフトと前記回転子との位相を変化させて、前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項９に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１１】
前記供給ステップは、前記回転子と前記固定子との位相角度が複数の予め定められた位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給するステップを含み、
前記検知ステップは、前記締結部材が締結された状態で、前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記複数の位相角度に対応するアンバランス量をそれぞれ検知するステップを含み、
前記修正ステップは、前記回転子と前記固定子との位相角度が、前記複数の予め定められた位相角度のうち、最も小さいアンバランス量に対応する位相角度となるように、前記回転シャフトの回転を制限した状態であって、かつ前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記固定子に電力を供給して、前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項１０に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１２】
電動過給機の回転シャフトのアンバランス状態を修正するバランス修正方法であって、前記回転シャフトの両端部には、コンプレッサホイールとタービンホイールとが設けられ、前記電動過給機は、前記回転シャフトに対して締結部材の締結力により回転軸に直交する方向の位置が固定される回転子と前記電動過給機の筐体に固定される固定子とから構成される回転電機を含み、
前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転させる供給ステップと、
前記回転シャフトの回転数が予め定められた回転数であるときの、前記回転シャフトのアンバランス量を検知する検知ステップと、
前記検知されたアンバランス量に基づいて、前記締結部材の締結を緩めた状態で、前記回転シャフトと前記回転子とのクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正する修正ステップとを含む、電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１３】
前記回転シャフトは、前記回転子を貫通して設けられ、
前記修正ステップは、前記回転シャフトの回転を制限した状態で、前記固定子に電力を供給して、前記回転子を回転軸に直交する方向に移動させることにより、前記回転シャフトの外径と前記回転子の内径との間のクリアランスを変化させて前記アンバランス状態を修正するステップを含む、請求項１２に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１４】
前記回転子は２つの磁極を有し、
前記バランス修正方法は、前記回転子の回転角度を検知する角度検知ステップをさらに含み、
前記供給ステップは、前記検知された回転子の回転角度が、前記回転子の磁極の境界部分と前記固定子の磁極とが対向する位置関係となる角度であると、前記締結部材が締結された状態で、前記境界部分が前記固定子の磁極に対向しない角度に回転するように、前記固定子に電力を供給するステップを含む、請求項１３に記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１５】
前記検知ステップは、前記回転シャフトの両端部に対向して設けられた変位検知センサにより、前記回転シャフトの回転軸に直交する方向の変位量を検知するステップを含む、請求項９〜１４のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【請求項１６】
前記検知ステップは、前記電動過給機の筐体に設けられた加速度ピックアップセンサにより、前記電動過給機に生じた振動を検知するステップを含む、請求項９〜１４のいずれかに記載の電動過給機のバランス修正方法。
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【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１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２００８−８２１９（Ｐ２００８−８２１９Ａ）
【公開日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８０１１８（Ｐ２００６−１８０１１８）
【出願日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【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１７日（２００８．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【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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