特許 6189021 インペラ回転体および回転体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6189021

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】インペラ回転体および回転体

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   F02B39/00 T

   F02B39/00 R

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-158822(P2012-158822)

(22)【出願日】2012年7月17日

(65)【公開番号】特開2014-20255(P2014-20255A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年7月6日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000148324

【氏名又は名称】株式会社浅野歯車工作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】特許業務法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 広嗣

【審査官】 種子島 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−１６０７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０３６５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１２４００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２２５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１０２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１８４４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２９６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−０９１６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３２９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸周りのアンバランスを有するタービンインペラと、
回転軸周りのアンバランスを有するコンプレッサインペラと、
前記タービンインペラおよび前記コンプレッサインペラを互いに接続するシャフトと、
前記シャフトの軸方向一方端部に形成される雄ねじに螺合して、前記シャフトの軸方向一方端領域に前記タービンインペラおよび前記コンプレッサインペラのいずれか一方を連結固定するナットとを備え、
前記ナットは、軸方向に貫通する中心孔と、前記中心孔に形成されて前記シャフトの前記雄ねじに螺合する雌ねじ部と、前記シャフトの前記軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方端に延びる軸方向一方端部を有し、前記ナットの前記軸方向一方端部は、前記タービンインペラ、前記コンプレッサインペラ、および前記シャフトを含む全体のアンバランスが減少するよう、前記中心孔の変形を伴って塑性変形されることを特徴とする、インペラ回転体。

【請求項2】

前記シャフトの軸方向他方端部は、前記タービンインペラおよび前記コンプレッサインペラの残る他方と一体結合する、請求項１に記載のインペラ回転体。

【請求項3】

前記ナットの前記軸方向一方端部は、インペラ回転体の回転バランスが修正されるようかしめ加工される、請求項１または２に記載のインペラ回転体。

【請求項4】

前記ナットは、回転軸周りに間隔を空けて配設される複数の突起部を有し、
前記突起部は、インペラ回転体の回転バランスが修正されるよう折り曲げ変形される、請求項１〜３のいずれかに記載のインペラ回転体。

【請求項5】

前記突起部は、前記ナットの軸方向一方端部に配設されて前記シャフトの軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方に突出する、請求項４に記載のインペラ回転体。

【請求項6】

回転軸周りのアンバランスを有する回転部材と、
前記回転部材と接続するシャフトと、
前記シャフトの軸方向一方端部に形成される雄ねじに螺合して、前記シャフトの軸方向一方端領域に前記回転部材を連結固定するナットとを備え、
前記ナットは、軸方向に貫通する中心孔と、前記中心孔に形成されて前記シャフトの前記雄ねじに螺合する雌ねじ部と、前記シャフトの前記軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方端に延びる軸方向一方端部を有し、前記ナットの前記軸方向一方端部は、これら回転部材、シャフト、およびナットを含む全体のアンバランスが減少するよう、前記中心孔の変形を伴って塑性変形されることを特徴とする、回転体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンのターボ過給機やガスタービン等において、高速回転するタービンインペラおよびコンプレッサインペラの回転バランスを修正する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンの排気を利用してエンジンの吸気を増大させるターボ過給機は、排気ガスによって回転されるタービンインペラと、空気をエンジンの燃焼室に送り込むコンプレッサインペラとを備える。タービンインペラおよびコンプレッサインペラは軸を介して連結固定されて１個のアッセンブリをなし、ターボ過給機内部で高速回転する。アッセンブリの回転数は毎分１０〜２０万回転にも達するため、アッセンブリの質量中心がその回転軸からずれていると、回転バランスが悪くなり、高速回転時に騒音や軸ぶれなどの原因となる。

【0003】

近年、自動車の静粛性に対する要求が高まってきたことから、上記アッセンブリ（以下、インペラ回転体という）に対する回転バランスの規格が益々厳しくなっている。インペラ回転体のアンバランスを修正する技術として例えば、特開２００８−２２３５６９号公報（特許文献１）には、ターボ過給機において、一部の部品をターボ過給機から取り外すことによってタービンインペラの背後に隙間を形成し、この隙間内に切削工具を挿入し、タービンインペラの背面を切削して回転バランスを修正することが記載されている。これにより、コンプレッサインペラとタービンインペラとを含むインペラ回転体の全体的な回転バランスの修正を目指すというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２２３５６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上記従来のようなターボ過給機にあっては、なおも以下に説明するような問題を生ずる。つまり、特許文献１の図４に示される作業フローによれば、第１工程でコンプレッサインペラ側を削ってその回転バランスを修正し、第２工程でタービンインペラ側を削ってその回転バランスを修正し、第３工程でコンプレッサインペラ側を再び削ってその回転バランスを修正し、第４工程でタービンインペラ側を再び削ってその回転バランスを修正し、以下、コンプレッサインペラおよびタービンインペラ双方の回転バランスが適正範囲内に収まるまで、繰り返すという修正作業のフローであり、修正作業が煩雑であった。また切削量が大きくなりすぎてインペラ回転体の部品を廃棄せざるを得ない場合もあった。

【0006】

また、特許文献１の段落００２５に記載されるように、コンプレッサインペラ側のバランス修正はコンプレッサインペラの回転中心に取り付けられたナットを削ることから、ナットの許容切削量まで削り込む場合があり、切削量が多くなってしまうという問題があった。

【0007】

本発明は、上述の実情に鑑み、修正作業を繰り返すという煩雑さを解消する他、修正作業の切削量を極力減らして修正作業の省力化を図ることができる方法およびインペラ回転体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的のため本発明によるインペラ回転体は、回転軸周りのアンバランスを有するタービンインペラと、回転軸周りのアンバランスを有するコンプレッサインペラと、タービンインペラおよびコンプレッサインペラを互いに接続するシャフトと、シャフトの軸方向一方端部に形成される雄ねじに螺合して、シャフトの軸方向一方端領域にタービンインペラおよびコンプレッサインペラのいずれか一方を連結固定するナットとを備えることを前提とする。そしてナットは、当該ナットを軸方向に貫通する中心孔と、かかるナット中心孔に形成されてシャフトの雄ねじに螺合する雌ねじ部と、シャフトの軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方端に延びる軸方向一方端部を有し、連結部材の軸方向一方端部は、タービンインペラ、コンプレッサインペラ、およびシャフトを含む全体のアンバランスが減少するよう、ナット中心孔の変形を伴って塑性変形されることを特徴とする。

【0009】

かかる本発明によれば、連結部材の塑性変形のみでインペラ回転体の回転バランスを修正することができる。このように、最終的な回転バランス修正作業が僅かな加工工数で済むため、切削量が多かった従来の回転バランス修正方法よりも有利である。また、コンプレッサインペラ側を切削してその回転バランスを修正し、次にタービンインペラ側を切削してその回転バランスを修正し、インペラ回転体の回転バランスが適正範囲内に収まるまで切削作業を繰り返すということがなくなって、インペラ回転体を効率よく製造することができる。この結果、組立作業の効率化を図ることができる。

【0010】

なお、両者のインペラを接続する前にタービンインペラの背面を切削し、あるいはコンプレッサインペラの背面を切削して、タービンインペラのアンバランス量とコンプレッサインペラのアンバランス量とを略同一とし、組立時にタービンインペラのアンバランス方向とコンプレッサインペラのアンバランス方向とが１８０度異なる角度となるよう接続して、インペラ回転体の残アンバランス量が略０に近づくよう相殺してもよい。また、逆位相に接続した後の最終的な回転バランス修正作業は、連結部材を塑性変形させることに加えて、インペラ回転体のいずれかの部位を従来よりも僅かに切削するか、錘を付与するか、塑性変形させるものであってもよい。

【0011】

また本発明によれば、大量生産されるナットを用いてインペラをシャフトに連結固定することから、コスト上有利である。

【0012】

本発明の一実施形態として、シャフトの軸方向他方端部は、タービンインペラおよびコンプレッサインペラの残る他方と一体結合する。かかる実施形態によれば、一方のインペラとシャフトが一体結合したシャフト付インペラを用いてインペラ回転体を組立てることから、組立作業の効率が向上する。他の実施形態として、シャフトが双方のインペラと分離しており、組立時にタービンインペラとシャフトとコンプレッサインペラとの３要素を連結固定してもよい。

【0013】

ナットの塑性変形は、折り曲げ変形やかしめ加工などの様々な手段が可能である。またナットの軸方向一方端部が塑性変形されてもよいし、あるいは軸方向他方端部が塑性変形されてもよい。本発明の好ましい実施形態として、ナットは、シャフト軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方端に延びる軸方向一方端部を有し、ナットの軸方向一方端部は、インペラ回転体の回転バランスが修正されるようかしめ加工される。かかる実施形態によれば、かしめ工具を用いてインペラ回転体の回転バランスを容易に修正できる。またかしめ部がシャフトよりも軸方向に突出することから、シャフトを傷つけずにインペラ回転体を分解することができる。他の実施形態として、かしめによるバランス修正に加えて、ナットを切削して回転バランスを修正してもよい。

【0014】

本発明は一実施形態に限定されるものではない。他の実施形態としてナットは、回転軸周りに間隔を空けて配設された複数の突起部を有し、突起部は、インペラ回転体の回転バランスが修正されるよう折り曲げ変形されてもよい。かかる実施形態によれば、１個あるいは複数個の突起部を回転軸に近づけるようあるいは遠ざけるように折り曲げ変形させることによってインペラ回転体の回転バランスを容易に修正できる。

【0015】

突起部の配設箇所は特に限定されない。例えば突起部は、ナットの軸方向一方端部に配設されてシャフトの軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方に突出する。かかる実施形態によれば、シャフトの軸方向一方端部と干渉することなく突起部を折り曲げ変形することができる。あるいは突起部は、ナットの外周面に配設されて径方向外方に突出してもよい。

【0016】

インペラ回転体は、ナットが塑性変形されるものである他、別な箇所で塑性変形されるものであってもよい。一実施形態としてインペラ回転体は、回転軸周りのアンバランスを有するタービンインペラと、回転軸周りのアンバランスを有するコンプレッサインペラと、タービンインペラおよびコンプレッサインペラを互いに接続するシャフトと、シャフトの軸方向一方端部に取付固定されて、シャフトの軸方向一方端領域にタービンインペラおよびコンプレッサインペラのいずれか一方を連結固定する連結部材とを備える。そしてシャフトは、これらタービンインペラ、コンプレッサインペラ、シャフト、および連結部材を含む全体のアンバランスが減少するよう、塑性変形され、真っ直ぐ延びることを特徴としてもよい。かかる実施形態によっても、塑性変形のみでインペラ回転体の回転バランスを修正することができる。

【0017】

本発明はこれまで説明したインペラ回転体の他、モータに設けられるモータシャフトなどのインペラを有しない回転体や、他の回転体にも適用可能である。本発明による回転体は、回転軸周りのアンバランスを有する回転部材と、回転部材と接続するシャフトと、シャフトの軸方向一方端部に形成される雄ねじに螺合して、シャフトの軸方向一方端領域に回転部材を連結固定するナットとを備える。そしてナットは、軸方向に貫通する中心孔と、かかるナット中心孔に形成されてシャフトの雄ねじに螺合する雌ねじ部と、シャフトの軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方端に延びる軸方向一方端部を有し、前記ナットの軸方向一方端部は、これら回転部材、シャフト、およびナットを含む全体のアンバランスが減少するよう、ナット中心孔の変形を伴って塑性変形されることを特徴とする。かかる実施形態によれば、高速回転する回転体において、塑性変形のみで回転体の回転バランスを修正することができる。なお本発明でいう回転部材とは、円盤や円柱体などの質量体や、モータのロータや、歯車など、シャフトに連結固定される部材であればよく特に限定されない。

【0018】

参考例によるインペラ回転体の組立方法は、インペラ部と、インペラ部から突出して回転軸に沿って延びるシャフト部とを有するシャフト付インペラを準備し、シャフト付インペラの回転軸周りのアンバランス方向を測定する工程と、第２インペラを準備し、第２インペラの回転軸周りのアンバランス方向を測定する工程と、シャフト付インペラのアンバランス方向と、第２インペラのアンバランス方向とが１８０度異なる角度となるように、シャフト部の先端に第２インペラを取り付ける工程と、シャフト部の先端に連結部材をさらに取り付けて第２インペラをシャフト部の先端に連結固定する工程と、連結部材を加工して、全体のアンバランス量を減少させる工程とを備える。

【0019】

かかる参考例によれば、タービンインペラのアンバランス方向とコンプレッサインペラのアンバランス方向とが逆位相にされることから、タービンインペラのアンバランスとコンプレッサインペラのアンバランスとが相殺される。したがって、回転バランスに優れたインペラ回転体を製造することができる。また参考例によれば、相殺後のインペラ回転体の残アンバランス量が僅かであり、残アンバランス方向が特定されることから、連結固定後に僅かな工数で残アンバランス量を解消することができる。１例としてシャフト付インペラはタービンインペラを含み第２インペラはコンプレッサインペラである。他の例としてシャフト付インペラはコンプレッサインペラを含み第２インペラはタービンインペラである。

【発明の効果】

【0020】

このように本発明は、タービンインペラとコンプレッサインペラとを組み立てた後の残アンバランス量が連結部材の塑性変形により僅かにされて、回転バランスに優れたインペラ回転体を製造することができる。しかも回転バランスの修正作業が省力化され、タービンインペラの回転バランス修正とコンプレッサインペラの回転バランス修正との繰り返しを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態になるインペラ回転体を備えるターボ過給機を示す縦断面図である。

【図2】同実施形態のインペラ回転体を示す分解図である。

【図3】インペラ回転体のアンバランス分布を示す縦断面図である。

【図4】シャフトとナットとの螺合箇所を拡大して示す縦断面図である。

【図5】かしめ加工前のナットを示す斜視図である。

【図6】かしめ加工後のナットを示す斜視図である。

【図7】変形例のナットを示す斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態になるインペラ回転体の組立方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。

【0023】

図１は、本発明の一実施形態になるインペラ回転体を備えるターボ過給機を示す縦断面図であって、一部の構成部品を省略してある。図２は同実施形態のインペラ回転体を示す分解図であり、回転軸と直角な方向からみた側面図である。本実施形態のターボ過給機は、タービンインペラ１１と、コンプレッサインペラ１２と、シャフト１３と、軸受１４と、センタハウジング１５とを備える。

【0024】

タービンインペラ１１は回転軸に対して垂直に広がる背面部１１ｂと、回転軸に沿って延びる軸部１１ａと、軸部１１ａから外径方向に張り出すよう形成されて背面部１１ｂと接続する複数の羽根部１１ｆとを有する。コンプレッサインペラ１２もタービンインペラ１１と略同様に構成される。

【0025】

コンプレッサインペラ１２は、その背面部をセンタハウジング１５に対面させて、センタハウジング１５の一方側に配置される。タービンインペラ１１も、背面部１１ｂをセンタハウジング１５に対面させて、センタハウジング１５の他方側に配置される。シャフト１３はセンタハウジング１５の一方側から他方側まで貫通し、センタハウジング１５の内部に設けられた軸受１４によって回転自在に支持される。なお図示しない変形例として、シャフト１３はセンタハウジング１５の内部を延びるものであって、センタハウジング１５を貫通しないものであってもよい。

【0026】

シャフト１３は、共通するタービンインペラ１１の回転軸およびコンプレッサインペラ１２の回転軸に沿って真っ直ぐに延びる。そしてシャフト１３の軸方向一方端はコンプレッサインペラ１２と接続し、シャフト１３の軸方向他方端はタービンインペラ１１と接続する。これにより、タービンインペラ１１と、コンプレッサインペラ１２と、シャフト１３は１個のインペラ回転体２１を構成する。なおタービンインペラ１１とシャフト１３とは一体に結合して、シャフト付インペラ２２を構成する。シャフト１３はタービンインペラ１１の背面部１１ｂから突出して軸方向一方へ延びる。軸方向一方側に位置するシャフト１３の先端側領域１３ｅは、軸方向他方側に位置するシャフト１３の根元側領域１３ｒよりも小径に形成される。根元側領域１３ｒの外周面は軸受１４によって回転支持される。なお符号による図示はしないが、シャフト１３とセンタハウジングとの間にはスラスト軸受が介在する。スラスト軸受は、シャフト１３の軸方向力を受け止める。

【0027】

コンプレッサインペラ１２には、コンプレッサインペラ１２の回転軸に沿って延びる貫通孔１２ｈが形成される。そして貫通孔１２ｈには、センタハウジング１５側から、シャフト１３の先端側領域１３ｅが挿通される。貫通孔１２ｈから軸方向一方側へ突出したシャフト先端部外周には雄ねじ１３ｎが形成され、この雄ねじ１３ｎにナット１６が螺合する。これによりコンプレッサインペラ１２とシャフト１３とが連結固定される。シャフト１３とコンプレッサインペラ１２は、例えばキーと溝といった凹凸係合によって相対回転しないように回り止めされるものもある。

【0028】

ターボ過給機において、タービンインペラ１１が図示しないエンジンから排出される排気ガスによって回転されると、コンプレッサインペラ１２がタービンインペラ１１と一体に回転して、エンジンへ空気を送り込む。

【0029】

図３はインペラ回転体２１のアンバランス分布を示す縦断面図であり、回転軸Ｏを含む平面で切断した図である。タービンインペラ１１およびコンプレッサインペラ１２は、その質量中心がその回転軸Ｏと一致することを目標として製作されるが、タービンインペラ１１およびコンプレッサインペラ１２の回転バランスを厳密に測定すると、不一致であることがわかる。本実施例では、タービンインペラ１１のアンバランス方向１１ｕを回転軸Ｏ周りにマーキングする。マーキングは例えば背面部１１ｂの外縁でもよいし、軸部１１ａのうち背面部１１ｂから遠い側の端部でもよい。同様にコンプレッサインペラ１２のアンバランス方向１２ｕを回転軸Ｏ周りにマーキングする。そしてタービンインペラ１１のマーキングと、コンプレッサインペラ１２のマーキングが１８０度異なる角度となるように、これらタービンインペラ１１およびコンプレッサインペラ１２を互いに接続する。

【0030】

本実施形態によれば、図３に示すようにタービンインペラ１１のアンバランス量とコンプレッサインペラ１２のアンバランス量が略相殺されることから、インペラ回転体２１のアンバランス量が従来よりも小さいか略０となる。

【0031】

図４はシャフトとナットとの螺合箇所を拡大して示す縦断面図であり、図３における一点鎖線の丸囲い部分を拡大して示す。図３に矢印の長さで表示されるようにタービンインペラ１１のアンバランス量が、コンプレッサインペラ１２のアンバランス量よりも大きい場合、両者の相殺が不完全となって、タービンインペラ１１のアンバランス方向がそのままインペラ回転体２１のアンバランス方向として残存してしまう。

【0032】

そこで、インペラ回転体２１の組立後にナット１６を塑性変形させて、インペラ回転体２１の残アンバランス量を最終的に解消する。かかる回転バランスの修正は、まず塑性変形前のインペラ回転体２１のアンバランス方向を測定してインペラ回転体２１のアンバランス方向ｕを求めて、ナット１６にマーキングする、次にナット１６のマーキングを参照して、ナット１６の軸方向一方端部をかしめ加工することにより実施する。アンバランス方向ｕをかしめ加工すれば、ナット１６のアンバランス方向ｕ部分が欠損して、アンバランスが解消される。なお塑性変形前のインペラ回転体２１のアンバランス方向ｕおよび塑性変形前のインペラ回転体２１のアンバランス量は、タービンインペラ１１のアンバランス量からコンプレッサインペラ１２のアンバランス量を差し引くことにより、算出可能である。

【0033】

シャフト１３の軸方向一方端部と螺合するナット１６は、シャフト１３の軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方端に延びる軸方向一方端部１６ｓを有する。そしてナット１６は、タービンインペラ１１およびコンプレッサインペラ１２から遠い側の軸方向一方端部１６ｓで、インペラ回転体２１の回転バランスが修正されるようかしめ加工される。図５はかしめ加工前のナットを示す斜視図である。図６はかしめ加工後のナットを示す斜視図である。図示しないかしめ工具で軸方向一方端部１６ｓに力を加えることにより、図６に示すように軸方向一方端部１６ｓにかしめ部１７が形成され、ナット１６が塑性変形する。

【0034】

図５および図６に示すナット１６に代えて、図７に示すような変形例のナットを用いてもよい。図７に示すナット１６は、タービンインペラ１１およびコンプレッサインペラ１２から遠い側の軸方向一方端に、回転軸Ｏ周りに間隔を空けて配置された複数の突起部１８，１８，・・・を有する。かかる王冠状のナット１６をシャフト１３の軸方向一方端部に螺合させて締付固定し、インペラ回転体２１のアンバランス方向ｕに対応する周方向位置の突起部１８を折り曲げ変形させることにより、インペラ回転体２１の回転バランスを修正することができる。

【0035】

図８のナット１６によれば、突起部１８はナット１６の軸方向一方端部に配設される。そしてシャフト１３の雄ねじ部１３ｎにナット１６を螺合させて締め付け固定した状態で、突起部１８はシャフト１３の軸方向一方端部よりもさらに軸方向一方に突出する。これにより、シャフト１３の軸方向一方端部と干渉することなく突起部１８を径方向に折り曲げ変形することが可能となり、インペラ回転体２１の残アンバランス量を好適に解消することができる。

【0036】

図８は、本発明の一実施形態になるインペラ回転体の組立方法を示すフローチャートであり、インペラ回転体２１の組立方法を表す。まずステップＳ１１で、シャフト付インペラ２２およびコンプレッサインペラ１２のアンバランス方向およびアンバランス量をそれぞれ測定する。

【0037】

次のステップＳ１２で、アンバランス方向同士が回転軸Ｏ回りに１８０度異なるよう逆位相にして、シャフト付インペラ２２とコンプレッサインペラ１２とを連結固定する。具体的には、シャフト１３をセンタハウジング１５に差し込んでシャフト１３の先端側領域１３ｅをセンタハウジング１５の一方側に突出させ、コンプレッサインペラ１２の貫通孔１２ｈにシャフト１３の先端側領域１３ｅを挿通する。そして、逆位相の状態でナット１６を締め付け固定する。これにより２個のインペラ１１，１２を連結固定する。なお１８０度異なる角度にする作業は、例えばシャフト付インペラ２２のアンバランス方向をシャフト付インペラ２２の外周面にマーキングし、コンプレッサインペラ１２のアンバランス方向をコンプレッサインペラ１２の外周面にマーキングし、両者のマーキングを１８０度異なる角度に配置すればよい。

【0038】

次のステップＳ１３で、コンプレッサインペラ１２のアンバランス量からシャフト付インペラ２２のアンバランス量を差し引いた残アンバランス量を算出する。次のステップＳ１４で、残アンバランス量が規格内になるよう、ナット１６を塑性変形させる。ステップＳ１４における規格値はできるだけ少なく０に近い値がよい。これによりインペラ回転体２１全体の残アンバランス量は略０となり、インペラ回転体２１の回転バランスの修正が完了する。

【0039】

本実施例によれば、タービンインペラ１１のマーキングと、コンプレッサインペラ１２のマーキングが１８０度異なる角度となるように、これらタービンインペラおよびコンプレッサインペラを互いに接続することから、タービンインペラ１１のアンバランス方向とコンプレッサインペラ１２のアンバランス方向とが逆位相にされる。したがって、組み立て後の残アンバランス量が僅かとなり、回転バランスに優れたインペラ回転体を製造することができる。

【0040】

また本実施例によれば、インペラ回転体の残アンバランス量が僅かであり、インペラ回転体の残アンバランス方向が特定されることから、ナット１６の軽微なかしめ加工のみで回転バランスを修正することができる。したがって、切削量が多かった従来の回転バランス修正方法よりも僅かな加工工数で済むため有利である。また、コンプレッサインペラ側を切削してその回転バランスを修正し、次にタービンインペラ側を切削してその回転バランスを修正し、インペラ回転体の回転バランスが適正範囲内に収まるまで切削作業を繰り返すということがなくなって、インペラ回転体２１を効率よく製造することができる。

【0041】

またナット１６を切削せず塑性変形させることから、ナット１６を再使用することが可能となり、ナット１６の廃棄コストを削減することができる。

【0042】

なおナット１６の塑性変形は図６および図７に示す軸方向一方端部１６ｓに施すものの他、図示はしなかったがコンプレッサインペラ１２に近い側のナット１６の軸方向他方端部に施すものであってもよい。これによりナット１６の緩み止め効果を得られる。またナット１６の緩み防止のために、ナット１６とは別部材になる緩み止め部材をシャフト１３の軸方向一方端に取り付けるものであってもよいし、かかる緩み止め部材を塑性変形させることによって組立後の最終的な回転バランス修正作業を行ってもよい。あるいは、さらに別の部材をシャフト１３の外周面に取り付けて、この別部材を塑性変形させることによって組立後の最終的な回転バランス修正作業を行ってもよい。

【0043】

組立後の最終的な回転バランス修正作業は、図６に１箇所のみを示すが、これに限られず、周方向に離れた２箇所、３箇所で１面修正されるものであってもよい。また回転バランスの修正はナット１６における１面修正に限られず、軸線方向に離れて２面、３面といった他面修正する回転体にも適用できる。

【0044】

また図示はしなかったが、ナット１６に第１のテーパ面を設け、ナット１６と接触するインペラに第２のテーパ面を設け、ナット１６を締め付けてこれら第１および第２のテーパ面を接触させてテーパ嵌合することによってナット１６とインペラとを同軸上に配置してもよい。なおここでいうナット１６のテーパ面は、例えばナットの内周に形成され、あるいはナットの外周に形成される。

【0045】

またシャフト１３に螺合するナット１６に代えて、環状部材をシャフト１３の軸方向一方端部に焼嵌めあるいは圧入固定することにより、シャフト１３の先端側領域１３ｅにコンプレッサインペラ１２を接続してもよい。

【0046】

本実施例では、エンジンに付設されるターボ過給機を例に説明したが、この他にもガスタービン等、インペラ回転体を持つ他の装置にも適用できる。またモータ等の他の回転体にも適用できる。

【0047】

以上、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0048】

この発明になるインペラ回転体は、内燃機関の過給機において有利に利用される。

【符号の説明】

【0049】

１１ タービンインペラ、 １２ コンプレッサインペラ、 １３ シャフト、 １４ 軸受、 １５ センタハウジング、 １６ ナット、 １７ かしめ部、 １８ 突起部、 ２１ インペラ回転体、 ２２ シャフト付インペラ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】