(57)【要約】【課題】カートリッジとホイール側ハウジングとの間の振動的な絶縁を行うための耐久性に優れた振動絶縁部材を提供する。【解決手段】ホイールと回転軸とを有する回転体、および回転体を回転可能に支持するベアリングを収容するベアリングハウジングからなるカートリッジと、ベアリングハウジングに対して軸方向に押し付けられるホイール側ハウジングと、の間に設置される振動絶縁部材であって、ホイール側ハウジング側に当接するよう構成されるホイール側当接面を有する環状の外環部と、外環部に対して隙間を有して外環部の内側に設けられる、ベアリングハウジング側に当接する構成されるベアリング側当接面を有する環状の内環部と、外環部と内環部との間において外環部と内環部とを接続する、弾性変形可能な柔支持部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールと回転軸とを有する回転体、および前記回転体を回転可能に支持するベアリングを収容するベアリングハウジングからなるカートリッジと、前記ベアリングハウジングに対して軸方向に押し付けられるホイール側ハウジングと、の間に設置される振動絶縁部材であって、
前記ホイール側ハウジングに当接するよう構成されるホイール側当接面を有する環状の外環部と、
前記外環部に対して隙間を有した状態で前記外環部の内側に設けられると共に、前記ベアリングハウジングに当接するよう構成されるベアリング側当接面を有する環状の内環部と、
前記外環部と前記内環部との間において前記外環部と前記内環部とを接続する、弾性変形可能な柔支持部と、を備えることを特徴とする振動絶縁部材。
【請求項２】
前記柔支持部は、
前記隙間に設けられた環状の環状板バネ部と、
前記環状板バネ部の一部と前記外環部とを接続した外環側接続部と、
前記外環側接続部が接続された前記環状板バネ部の部分とは周方向で異なる部分において、前記環状板バネ部の一部と前記内環部とを接続した内環側接続部と、からなることを特徴とする請求項１に記載の振動絶縁部材。
【請求項３】
前記外環側接続部および前記内環側接続部は、前記内環部の中心線を通る同一の第１直線上にそれぞれ位置することを特徴とする請求項２に記載の振動絶縁部材。
【請求項４】
前記内環部の中心と前記内環側接続部の周方向における一端とを通る一端側直線と、前記内環部の中心と前記内環側接続部の周方向における他端とを通る他端側直線とがなす角は、３０度以上９０度以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の振動絶縁部材。
【請求項５】
前記柔支持部は、前記隙間に設けられた、径方向に沿って波状に折り返されてなる要素波状板バネ部を含む複数の波状板バネ部を有することを特徴とする請求項１に記載の振動絶縁部材。
【請求項６】
前記複数の波状板バネ部は、前記隙間において周方向に沿って等間隔に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の振動絶縁部材。
【請求項７】
前記複数の波状板バネ部の各々は、複数の要素波状板バネ部を有することを特徴とする請求項５または６に記載の振動絶縁部材。
【請求項８】
前記複数の波状板バネ部の数は４であり、
前記要素波状板バネ部の数は２であることを特徴とする請求項７に記載の振動絶縁部材。
【請求項９】
前記要素波状板バネ部の数は２であると共に、
２つの前記要素波状板バネ部は、径方向で線対称となる向きで配列されていることを特徴とする請求項７または８に記載の振動絶縁部材。
【請求項１０】
前記要素波状板バネ部は、
径方向において相互に離間して設けられた周方向にそれぞれ延在する複数の周方向板部と、
前記複数の周方向板部の各々の一端と、径方向の一方側で隣接する前記周方向板部の一端とを径方向で接続する複数の一端側連結板部と、
前記複数の周方向板部の各々の他端と、径方向の他方側で隣接する前記周方向板部の他端とを径方向で接続する複数の他端側連結板部と、からなることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の振動絶縁部材。
【請求項１１】
前記周方向板部の数は、３以上かつ奇数であることを特徴とする請求項１０に記載の振動絶縁部材。
【請求項１２】
前記外環部の前記ホイール側当接面は、前記ホイール側ハウジングの内側の空気が前記隙間を介して流出するのを防止するための密封部材に当接するよう構成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の振動絶縁部材。
【請求項１３】
前記ベアリングハウジングに対して前記ホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられた状態において、前記内環部および前記柔支持部の各々と前記密封部材との間には、それぞれ間隙が形成されるように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の振動絶縁部材。
【請求項１４】
前記外環部の前記ホイール側当接面は、前記ベアリングハウジングに対して前記ホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられる前の状態において、前記内環部および前記柔支持部よりも径方向でホイール側に位置するよう構成されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の振動絶縁部材。
【請求項１５】
前記内環部の前記ベアリング側当接面は、前記ベアリングハウジングに対して前記ホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられる前の状態において、前記外環部および前記柔支持部よりも径方向でカートリッジ側に位置していることを特徴とする請求項１４に記載の振動絶縁部材。
【請求項１６】
前記外環部、前記内環部および前記柔支持部の各々は金属で製造されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の振動絶縁部材。
【請求項１７】
ホイールと回転軸とを有する回転体、および前記回転体を回転可能に支持するベアリングを収容するベアリングハウジングからなるカートリッジにおける前記回転体のアンバランスを検出するためのアンバランス検出装置であって、
前記ホイールを収容するホイール側ハウジング部材と、
前記ホイール側ハウジング部材を前記ベアリングハウジングに向かって押し付けることで、前記カートリッジを支持するように構成された支持機構と、
前記回転体の回転時における振動を検出可能な振動センサと、
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の振動絶縁部材であって、前記ホイール側ハウジング部材と前記ベアリングハウジングとの間に設置される振動絶縁部材と、を備えることを特徴とするアンバランス検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ホイールと回転軸とを有する回転体、および前記回転体を回転可能に支持するベアリングを収容するベアリングハウジングからなるカートリッジと、ベアリングハウジングに対して軸方向に押し付けられるホイール側ハウジングと、の間に設置される振動絶縁部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボチャージャの中核部品であるカートリッジは、その組立後に、カートリッジを構成する回転体のバランシング作業が行われる（例えば、特許文献１〜２）。このバランシング作業は、回転体を回転させた状態で回転体のアンバランスを検出するアンバランス検出作業を含んでおり、回転体のアンバランスを検出した際には回転体の一部をわずかに削るなどして回転体をバランシングさせる一連の作業である。製造時において回転体のバランシング作業行うことにより、エンジンの運転時において高速回転する回転体のアンバランスに起因した回転時の振動や、振動に伴う騒音、破損などの防止が図られる。
【０００３】
具体的には、アンバランス検出作業では、アンバランス検出装置でカートリッジを支持（固定）しつつ、コンプレッサホイールなどに空気を供給して回転体を回転させた状態を作り、回転体のアンバランスに起因して生じる回転時の振動を加速度センサ（振動センサ）で検出する。この加速度センサで検出した振動信号と、これと同時に検出した回転体の位相との関係に基づいて、振動を生じさせている回転体の位相を特定する。この後、バランシングさせるために回転体を削ることになるが、削られる質量（単位ウエイト）とそれに伴う振動の大きさなどの変化の関係（効果ベクトル）は同一型番（製品）のカートリッジを用いて予め実験を通して取得しておく。そして、上記の振動信号、位相および効果ベクトル（実験結果）に基づいて、回転体のバランシングに最適な質量（ウエイト）や位置を含む切削情報を計算し、切削情報に基づいて回転体を削る。
【０００４】
ところで、アンバランス検出装置は、例えば、２つのハウジング部材を用いて、回転体のタービンホイールあるいはコンプレッサホイールをそれぞれ収容しながら、ベアリングハウジングを両側から支持する。この際、特許文献１では、タービンホイール側およびコンプレッサホイール側のそれぞれのハウジング部材を、固定ロッドを介して互いにボルトで固定することが開示されている。このボルト固定方式では、作業対象のカートリッジの個体をアンバランス検出装置に設置するたびにボルトの締め付け作業が必要になり、生産性の低下につながる。一方、特許文献２は、ボルト固定をしないで支持するクランプ方式によってカートリッジの片側を支持すると共に、回転体の回転に伴い、アンバランス検出装置側の有する固有振動数と回転体の回転周波数とが一致することによる共振の影響を低減し、アンバランス修正についての精度を向上することが可能なアンバランス修正装置を開示している。
【０００５】
また、上述した特許文献１〜２では、カートリッジをクランプ方式で支持した際に、ハウジング部材とカートリッジのベアリングハウジングとは直接接触している。このため、回転体の回転時の振動は、回転体を支持するベアリングのベアリングハウジングを介して、ハウジング部材に良好に伝達される。よって、回転体の回転時の振動を検出するための加速度センサ（振動センサ）は、カートリッジ側ではなく、アンバラス検出装置の有するハウジング部材に設けられている。この構成によれば、大量生産されるカートリッジの個体の各々をアンバランス検出装置に設置するたびに、各々の個体に対して加速度センサを設置する必要がなく、バランシング作業におけるセンサ設置作業を効率化しつつ、回転体の振動の良好な検出を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−５０３３１５号公報
【特許文献２】特許第４２３２８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献２に開示されるように、クランプ方式によるカートリッジの支持は生産性の観点でボルト固定方式よりも有利である。ボルト固定方式ではボルトの締結や取り外しが必要となり、作業時間やコストが増加するため、特に、大量生産品のカートリッジに対してはクランプ方式による支持が適する。しかしながら、クランプ方式は、ボルト固定方式に比べるとボルトで頑強に締結されない分、カートリッジを支持した際の安定性が劣る。このため、特許文献２では、直接接触したベアリングハウジングとハウジング部材との当たり方（当接の仕方）の違いが、上述したカートリッジ側と装置との共振の共振点を変化させるなど、回転体の回転時の振動特性に大きな影響を及ぼす。
【０００８】
例えば、上述した効果ベクトルは、カートリッジのベアリングハウジングとハウジング部材とがボルトで固定されるなど、安定して支持された状態で取得されたものであり、両部材の当たり方によって振動特性が変化すると、バランシング作業中の個体と効果ベクトルとの対応関係が適切とならず、切削情報の正確な算出が困難となるだけでなく、不良品として処理されるなど歩留まりの悪化を招く。また、この効果ベクトルとの対応関係を適切にとるために、アンバラス検出装置へのカートリッジの支持（設置）をやり直すといった作業（再クランプ）が必要になる場合には、カートリッジの生産性の低下をもたらすことになる。
【０００９】
上述したようなクランプ方式の課題に対して、２つのハウジング部材の間に挟んでベアリングハウジングを両側から支持する際の押圧力（クランプ力）をより大きくする手法も考えられるところ、特に、カートリッジの強度上、押圧力の増大には限界がある。そこで、本発明者らは、両者の当たり方の違いによる影響を十分に抑制するために、２つのハウジング部材の各々とベアリングハウジングとの間に振動絶縁部材を設置し、両者の振動的な絶縁（伝達される振動の低減）を図る手法を見出した。また、こうした振動絶縁部材は、クランプ時には大きな押圧力が加えられるので、生産性、コストなどの観点から、その耐久性も重要であることに思い至った。
【００１０】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、カートリッジとホイール側ハウジングとの間の振動的な絶縁を行うための耐久性に優れた振動絶縁部材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】
【００１１】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る振動絶縁部材は、
ホイールと回転軸とを有する回転体、および前記回転体を回転可能に支持するベアリングを収容するベアリングハウジングからなるカートリッジと、前記ベアリングハウジングに対して軸方向に押し付けられるホイール側ハウジングと、の間に設置される振動絶縁部材であって、
前記ホイール側ハウジングに当接するよう構成されるホイール側当接面を有する環状の外環部と、
前記外環部に対して隙間を有した状態で前記外環部の内側に設けられると共に、前記ベアリングハウジングに当接するよう構成されるベアリング側当接面を有する環状の内環部と、
前記外環部と前記内環部との間において前記外環部と前記内環部とを接続する、弾性変形可能な柔支持部と、を備える。
【００１２】
上記（１）の構成によれば、ホイール側ハウジングに当接する外環部と、ベアリングハウジング（カートリッジ）に当接する内環部とは、弾性変形可能な柔支持部を介して接続される。そして、ベアリングハウジングに対してホイール側ハウジングが押し付けられると、柔支持部が弾性変形することで、ベアリングハウジングとホイール側ハウジングとが互いに軸方向における異なる方向に移動する。そして、この状態で回転体を回転させると、柔支持部が径方向あるいは軸方向に弾性変形することによって、外環部から内環部に向けて伝達しようとするホイール側ハウジングで生じた振動、あるいは、内環部から外環部に向けて伝達しようとする回転体のアンバランスに起因した回転時の振動を、十分に減衰（低減）させることができる。これにより、カートリッジとホイール側ハウジングとの間の振動的な絶縁（伝達される振動の低減）を行うことができる。また、上記の構成を有する振動絶縁部材は、例えばゴムなどの弾性率の低い材料を用いずとも、十分な減衰効果を有する。このため、振動絶縁部材を例えば金属などの高い強度を有する部材によって製造することにより、耐久性に優れた振動絶縁部材を提供することができる。
【００１３】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記柔支持部は、
前記隙間に設けられた環状の環状板バネ部と、
前記環状板バネ部の一部と前記外環部とを接続した外環側接続部と、
前記外環側接続部が接続された前記環状板バネ部の部分とは周方向で異なる部分において、前記環状板バネ部の一部と前記内環部とを接続した内環側接続部と、からなる。
上記（２）の構成によれば、外環部と内環部とを相互に接続する環状板バネ部によって、弾性変形可能な柔支持部を形成することができる。
【００１４】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記外環側接続部および前記内環側接続部は、前記内環部の中心線を通る同一の第１直線上にそれぞれ位置する。
上記（３）の構成によれば、ベアリングハウジングをホイール側ハウジングに押し付ける押圧力に対する適切な耐久性を確保しつつ、環状板バネ部に伝達されてくる振動に対する適切な振動絶縁を行うことが可能な振動絶縁部材を提供することができる。
【００１５】
（４）幾つかの実施形態では、上記（２）〜（３）の構成において、
前記内環部の中心と前記内環側接続部の周方向における一端とを通る一端側直線と、前記内環部の中心と前記内環側接続部の周方向における他端とを通る他端側直線とがなす角度は、３０度以上９０度以下である。
上記（４）の構成によれば、外環側接続部および内環側接続部について、ベアリングハウジングをホイール側ハウジングに押し付ける押圧力に対する適切な耐久性を確保することができる。
【００１６】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記柔支持部は、前記隙間に設けられた、径方向に沿って波状に折り返されてなる要素波状板バネ部を含む複数の波状板バネ部を有する。
上記（５）の構成によれば、外環部と内環部とを接続する波状の要素波状板バネ部を含む複数の波状板バネ部によって、弾性変形可能な柔支持部を形成することができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、
前記複数の波状板バネ部は、前記隙間において周方向に沿って等間隔に設けられている。
上記（６）の構成によれば、軸方向に加えられる押圧力を複数の波状板バネ部に均等に分散することができる。これによって、上記の押圧力が複数の波状板バネ部の一部に偏るような事態を防止しつつ、複数の波状板バネ部の各々に伝達されてくる振動に対する適切な振動絶縁を行うことが可能な振動絶縁部材を提供することができる。
【００１８】
（７）幾つかの実施形態では、上記（５）〜（６）の構成において、
前記複数の波状板バネ部の各々は、複数の要素波状板バネ部を有する。
本発明者らは、外環部と内環部との間に形成される限られた空間において、要素波状板バネ部の数が多いほど、また、要素波状板バネ部における波状の折り返し数が多いほど、押圧力に対する耐久性および振動絶縁性が向上することを、数値解析を通して見出した。
上記（７）の構成によれば、複数の波状板バネ部の各々が複数の要素波状板バネ部を有することによって、外環部と内環部との間に形成される限られた隙間により多くの波状のバネ構造を形成することができ、振動絶縁部材の押圧力に対する適切な耐久性および振動絶縁性を向上することができる。
【００１９】
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
前記複数の波状板バネ部の数は４であり、
前記要素波状板バネ部の数は２である。
上記（８）の構成によれば、柔支持部は、合計で８の波状のバネ構造を有する。これによって、振動絶縁部材の押圧力に対する適切な耐久性および振動絶縁性を有する振動絶縁部材を提供することができる。
【００２０】
（９）幾つかの実施形態では、上記（７）〜（８）の構成において、
前記要素波状板バネ部の数は２であると共に、
２つの前記要素波状板バネ部は、径方向で線対称となる向きで配列されている。
上記（９）の構成によれば、径方向に延在する２つの要素波状板バネ部を径方向で線対称となる向きで配列することにより、適切な振動絶縁を行うことが可能な振動絶縁部材を提供することができる。
【００２１】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（７）〜（９）の構成において、
前記要素波状板バネ部は、
径方向において相互に離間して設けられた周方向にそれぞれ延在する複数の周方向板部と、
前記複数の周方向板部の各々の一端と、径方向の一方側で隣接する前記周方向板部の一端とを径方向で接続する複数の一端側連結板部と、
前記複数の周方向板部の各々の他端と、径方向の他方側で隣接する前記周方向板部の他端とを径方向で接続する複数の他端側連結板部と、からなる。
上記（１０）の構成によれば、複数の周方向板部と、複数の一端側連結板部と、複数の他端側連結板部とによって、要素波状板バネ部を形成することができる。
【００２２】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１０）の構成において、
前記周方向板部の数は、３以上かつ奇数である。
上記（１１）の構成によれば、押圧力に対する耐久性および振動絶縁性を適切に有する振動絶縁部材を提供することができる。また、周方向板部の数を奇数にすることで、一端側連結板部と他端側連結板部の数が同数になるため、周方向板部における一端側の弾性力と他端側の弾性力とを均等にすることができる。
【００２３】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１１）の構成において、
前記外環部の前記ホイール側当接面は、前記ホイール側ハウジングの内側の空気が前記隙間を介して流出するのを防止するための密封部材に当接するよう構成される。
上記（１２）の構成によれば、振動絶縁部材は外環部と内環部との間に形成される隙間を有するところ、密封部材によって、ホイール側ハウジングの内側の空気が上記の隙間を介して外部に流出するのを防止することができる。これによって、カートリッジの回転体のアンバランス検出作業において、ホイール側ハウジングの内部の回転体を回転させるためにその内部に供給された回転用空気が、振動絶縁部材の有する上記の隙間を介して外部に流出するのを防止することができるので、アンバランス検出作業を適切に行うことができる。
【００２４】
（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の構成において、
前記ベアリングハウジングに対して前記ホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられた状態において、前記内環部および前記柔支持部の各々と前記密封部材との間には、それぞれ間隙が形成されるように構成される。
上記（１３）の構成によれば、密封部材と内環部との間、および、密封部材と柔支持部との間に形成される上記の間隙によって、内環部や柔支持部が振動などによって弾性変形した際に、密封部材と接触するのを防止し、適切な振動絶縁を行うことができる。また、これによって、振動絶縁部材や密封部材の破損を防止し、振動絶縁部材の耐久性を確保することができる。
【００２５】
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１３）の構成において、
前記外環部の前記ホイール側当接面は、前記ベアリングハウジングに対して前記ホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられる前の状態において、前記内環部および前記柔支持部よりも径方向でホイール側に位置するよう構成されている。
上記（１４）の構成によれば、振動絶縁部材は、ベアリングハウジングに対してホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられることによって、ベアリングハウジング側に当接する内環部がホイール側ハウジング側に押圧された際に、内環部のベアリング側当接面とは反対側となる端部が、密封部材などのホイール側ハウジングに物理的に干渉するような事態を防止することができる。
【００２６】
（１５）幾つかの実施形態では、上記（１４）の構成において、
前記内環部の前記ベアリング側当接面は、前記ベアリングハウジングに対して前記ホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられる前の状態において、前記外環部および前記柔支持部よりも径方向でカートリッジ側に位置している。
上記（１５）の構成によれば、振動絶縁部材は、ベアリングハウジングに対してホイール側ハウジングが軸方向に押し付けられることによって、ベアリングハウジング側に当接する内環部がホイール側ハウジング側に押圧された際に、内環部のベアリング側当接面とは反対側となる端部が、ホイール側ハウジングに物理的に干渉するような事態を防止することができる。
【００２７】
（１６）幾つかの実施形態では、上記（１）〜（１５）の構成において、
前記外環部、前記内環部および前記柔支持部の各々は金属で製造されている。
上記（１６）の構成によれば、例えば樹脂製やゴム製の物に比べて、耐久性に優れた振動絶縁部材を提供することができる。
【００２８】
（１７）本発明の少なくとも一実施形態に係るアンバランス検出装置は、
ホイールと回転軸とを有する回転体、および前記回転体を回転可能に支持するベアリングを収容するベアリングハウジングからなるカートリッジにおける前記回転体のアンバランスを検出するためのアンバランス検出装置であって、
前記ホイールを収容するホイール側ハウジング部材と、
前記ホイール側ハウジング部材を前記ベアリングハウジングに向かって押し付けることで、前記カートリッジを支持するように構成された支持機構と、
前記回転体の回転時における振動を検出可能な振動センサと、
上記（１）〜（１６）のいずれか１項に記載の振動絶縁部材であって、前記ホイール側ハウジング部材と前記ベアリングハウジングとの間に設置される振動絶縁部材と、を備える。
【００２９】
上記（１７）の構成によれば、カートリッジは、振動絶縁部材を介して、タービン側ハウジング部材およびコンプレッサ側ハウジング部材によって両側から挟んだ状態で支持される。換言すれば、振動絶縁部材によって、アンバランス検出装置側とカートリッジ側との振動的な絶縁（伝達される振動の低減）が図られる。これによって、アンバランス検出作業において、回転体の回転時の振動に対するアンバランス検出装置側の共振を抑制することができ、アンバランスの検出精度を高めつつ、バランシング作業の効率化を図ることができる。
また、カートリッジのベアリングハウジングに振動センサを設置することで、回転体から振動センサまでの振動の伝達経路に振動絶縁部材がない状態で回転体の振動を検出することができ、回転体の振動を良好に検出することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、カートリッジとホイール側ハウジングとの間の振動的な絶縁を行うための耐久性に優れた振動絶縁部材が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るカートリッジのアンバランス修正作業時に用いられるアンバランス検出装置を模式的に示す図であり、アンバランス検出装置によってカートリッジが支持された状態を示す。
【図２】図１のカートリッジの周辺拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るカートリッジとホイール側ハウジングとの間に設置される振動絶縁部材を示す模式図であり、振動絶縁部材は環状板バネ部を備える。
【図４】図３の振動絶縁部材がカートリッジとホイール側ハウジングとの間に介在している状態を示す模式図である。
【図５Ａ】発明の他の一実施形態に係るカートリッジとホイール側ハウジングとの間に設置される振動絶縁部材を示す模式図であり、振動絶縁部材は波状の波状板バネ部を備える。
【図５Ｂ】図５Ａの波状の波状板バネ部の拡大図である。
【図６】図５Ａの振動絶縁部材がカートリッジとホイール側ハウジングとの間に介在している状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態に係るカートリッジ５のアンバランス修正作業時に用いられるアンバランス検出装置６を模式的に示す図であり、アンバランス検出装置６によってカートリッジ５が支持された状態を示す。また、図２は、図１のカートリッジ５の周辺拡大図である。
カートリッジ５はターボチャージャの中核部品であり、図１〜図２に示されるように、タービンホイール５３とコンプレッサホイール５４とを回転軸５１ｒで一体的に結合した回転体５１と、回転体５１を回転可能に支持するベアリング５２ｂを収容するベアリングハウジング５２とで構成される。そして、カートリッジ５が例えば不図示の自動車のエンジンに設置された際には、カートリッジ５は、エンジンの排気通路に設置されるタービンホイール５３がエンジンから排出される排ガスにより回転されることによって、回転軸５１ｒで同軸に結合されたコンプレッサホイール５４がエンジンの吸気通路において回転し、エンジンへの吸気を圧縮するように構成される。
【００３４】
他方、アンバランス検出装置６はアンバランス修正作業時において作業対象物を支持するための装置である。図１〜図２に示される実施形態では、アンバランス検出装置６は、タービン側ハウジング部材６ｔおよびコンプレッサ側ハウジング部材６ｃの２つのハウジング部材によって、作業対象物となるカートリッジ５の両側を挟んで支持している。より詳細には、アンバランス検出装置６は、上記の２つのハウジング部材（６ｔ、６ｃ）の内部にカートリッジ５のタービンホイール５３およびコンプレッサホイール５４をそれぞれ収容した状態で、支持機構により２つのハウジング部材の少なくとも一方を他方に向けて押圧することで、カートリッジ５を支持している。この際、図１〜図２に示されるように、タービン側ハウジング部材６ｔとカートリッジ５との間、あるいは、コンプレッサ側ハウジング部材６ｃとカートリッジ５との間の少なくとも一方には、後述する振動絶縁部材１が設置されており、カートリッジ５はこの振動絶縁部材１に当接されて、支持される。
【００３５】
なお、以下では、作業対象物をターボチャージャ用のカートリッジ５として説明するが、他の幾つかの実施形態では、コンプレッサホイール５４をクランクシャフト（不図示）からの動力や電動モータによって駆動するスーパーチャージャー用のカートリッジ５であっても良い。この場合であっても、アンバランス検出装置６は、コンプレッサホイール５４と回転軸５１ｒとを有する回転体５１、および回転体５１を回転可能に支持するベアリング５２ｂを収容するベアリングハウジング５２からなるカートリッジ５を、その両側から挟んで支持することになる。
【００３６】
アンバランス検出装置６の前述した支持機構について詳述すると、図１〜図２に示される実施形態では、図示されるように、この支持機構は、コンプレッサ側ハウジング部材６ｃに接続されるコンプレッサ側支持機構６１と、タービン側ハウジング部材６ｔに接続されるタービン側支持機構６２とを備えており、各々の支持機構（６１、６２）は、カートリッジ５を押圧した際に動かないように工場などの床にそれぞれ固定される。また、支持機構（６１、６２）は、床面の上方において、これらの２つのハウジング部材（６ｔ、６ｃ）に、装置側振動絶縁部材８（例えば、ゴムなどの弾性部材）を介して接続される。また、コンプレッサ側支持機構６１に押圧装置７１が設けられており、押圧装置７１がコンプレッサ側ハウジング部材６ｃをカートリッジ５に向かって押圧するように構成されている。この押圧装置７１は、ハウジング部材（６ｃ）に接続される押圧ロッド７２と、ハウジング部材（６ｃ）に向けて押圧ロッド７２を押し出すピストン装置７３とを備えており、ピストン装置７３が押圧ロッド７２をハウジング部材（６ｃ）に向け押し出すことで、コンプレッサ側ハウジング部材（６ｃ）がカートリッジ５に向かって押圧される。
【００３７】
この際、押圧装置７１、コンプレッサ側ハウジング部材６ｃ、カートリッジ５、タービン側ハウジング部材６ｔ、タービン側支持機構６２は、この並びで押圧方向（図１の矢印の方向）に沿って配列されており、押圧装置７１による押圧力はこれらの配列によりタービン側支持機構６２に伝達される。そして、押圧装置７１からの押圧力とタービン側支持機構６２からの反力とによってカートリッジ５が支持される。つまり、支持機構は、コンプレッサ側ハウジング部材６ｃおよびタービン側ハウジング部材６ｔの各々を、それぞれベアリングハウジング５２に向かって押し付けることで、カートリッジ５を支持している。なお、押圧ロッド７２および、送風機７６からの空気をハウジング部材に導くための空気供給配管７５は連結部材７４によって互いに連結されており、押圧ロッド７２の押圧方向への移動に伴って、空気供給配管７５も送風機７６から伸縮するように移動可能に構成されている。
【００３８】
また、図１〜図２に示される実施形態では、図示されるように、アンバランス検出装置６は、ベアリングハウジング５２に収容されたベアリング５２ｂに潤滑油を供給するための給油配管７７を備えている。給油配管７７は、タービン側支持機構６２の上部から、コンプレッサ側支持機構６１の上方まで伸びる支持アーム７８の先端側で支持されている。支持アーム７８は、給油配管７７を鉛直方向に沿って上下に移動することが可能に構成されている。そして、給油配管７７を鉛直方向の下方（重力方向）に移動させて、ベアリングハウジング５２に形成された給油口５７に給油配管７７を接続することにより、給油口５７を介したベアリング５２ｂへの潤滑油の供給が可能となる。なお、給油配管７７は、装置側振動絶縁部材８を介してベアリングハウジング５２の給油口５７に接続されている。
【００３９】
そして、アンバランス修正作業では、アンバランス検出装置６で作業対象物であるカートリッジ５を支持した状態において、エンジンの運転時に排ガスによって回転されるのと同様にカートリッジ５を回転させて、作業対象物のアンバランスを検出する。具体的には、コンプレッサホイール５４あるいはタービンホイール５３のいずれか一方に空気（気体）を供給することで、回転体５１を回転させる。図１〜図２に示される実施形態では、支持機構の備える空気供給配管７５とコンプレッサ側ハウジング部材６ｃとが装置側振動絶縁部材８を介して接続されており、空気供給配管７５を介して、送風機７６からの空気をコンプレッサ側ハウジング部材６ｃに収容されたコンプレッサホイール５４に供給するように構成されている。このコンプレッサホイール５４の回転に伴って、タービンホイール５３が回転する。なお、他の幾つかの実施形態では、空気供給配管７５とタービン側ハウジング部材６ｔとが接続されることによって、タービンホイール５３に空気を供給し、回転体５１を回転させるよう構成しても良い。
【００４０】
また、アンバランス検出装置６は、図１に示されるように、回転体５１の回転時における振動を検出可能な振動センサ９を備える。図１〜図２に示される実施形態では、振動センサ９は接触型のセンサであり、振動を測定する被測定物に対して固定され、センサ自体が被測定物と一緒に振動することで振動を検出する。振動センサ９は、例えばカートリッジ５のベアリングハウジング５２に接触した状態で固定されても良いし、後述する振動絶縁部材１の内環部３に設けられたセンサ設置台３２に接触した状態で固定されていても良い。上記のセンサ設置台３２は、後述する外環部２や柔支持部４などには接触せず、内環部３に設けられることによって、外環部２から内環部３へ伝達しようとする振動の影響を受けずに、アンバランス検出作業時においてベアリングハウジング５２を経て内環部３に伝達される、回転体５１のアンバランスにより生じる振動が検出可能となる。ただし、本実施形態には限定されず、振動センサ９は非接触型のセンサであっても良く、非接触型のセンサは、ベアリングハウジング５２やセンサ設置台３２における振動を検出するように、アンバランス検出装置６などに固定されていても良い。そして、振動センサ９によって、検出された回転体５１のアンバランスを修正するための切削情報を得ることができる。なお、切削情報は、回転体５１（作業対象物）のバランシングに最適な質量や切削位置を含んでおり、アンバランスが検出された際には、切削情報に基づいて回転体５１（作業対象物）が削られることになる。
【００４１】
次に、本発明の振動絶縁部材１について、図３〜図６を用いて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るカートリッジ５とホイール側ハウジング６ｈとの間に設置される振動絶縁部材１を示す模式図であり、振動絶縁部材１は環状板バネ部４１を備える。図４は、図３の振動絶縁部材１がカートリッジ５とホイール側ハウジング６ｈとの間に介在している状態を示す模式図である。図５Ａは、発明の他の一実施形態に係るカートリッジ５とホイール側ハウジング６ｈとの間に設置される振動絶縁部材１を示す模式図であり、振動絶縁部材１は波状の波状板バネ部４５を備える。図５Ｂは、図５Ａの波状の波状板バネ部４５の拡大図である。また、図６は、図５Ａの振動絶縁部材１がカートリッジ５とホイール側ハウジング６ｈとの間に介在している状態を示す模式図である。
【００４２】
なお、以下の説明では、ホイールは、上述したタービンホイール５３またはコンプレッサホイール５４を意味し、ホイール側ハウジング６ｈは、ホイールの種類に応じて、タービン側ハウジング部材６ｔあるいはコンプレッサ側ハウジング部材６ｃを意味するものとする。振動絶縁部材１を、カートリッジ５とタービン側ハウジング部材６ｔとの間、および、カートリッジ５とコンプレッサ側ハウジング部材６ｃとの間の各々にそれぞれ設置する場合には、ホイールはタービンホイール５３およびコンプレッサホイール５４であり、ホイール側ハウジング６ｈは、タービン側ハウジング部材６ｔおよびコンプレッサ側ハウジング部材６ｃを意味するもとして、以下の説明を読むものとする。
また、以下の説明では、カートリッジ５の回転軸５１ｒの軸方向を軸方向と適宜呼ぶが、軸方向においてホイールが位置する一方側をホイール側Ｄｗ、その反対となる他方側をカートリッジ側Ｄｃと呼ぶものとする。
【００４３】
図１〜図６に示されるように、振動絶縁部材１は、ホイール（５３、５４）と回転軸５１ｒとを有する回転体５１、および回転体５１を回転可能に支持するベアリング５２ｂを収容するベアリングハウジング５２からなるカートリッジ５（前述）と、上記のホイールを収容した状態でベアリングハウジング５２に対して、回転軸５１ｒの軸方向に押し付けられるホイール側ハウジング６ｈ（６ｔ、６ｃ）と、の間に設置される。これによって、振動絶縁部材１は、カートリッジ５とホイール側ハウジング６ｈとの間で相互に伝達されようとする振動の絶縁（伝達される振動の低減）を行うよう構成される。
そして、図３〜図６に示されるように、振動絶縁部材１は、外環部２と、内環部３と、柔支持部４と、を備える。
【００４４】
外環部２は、例えば円環状など、環状（筒状）の形状を有しており、ホイール側ハウジング６ｈに当接するよう構成されるホイール側当接面２ｆｗを有する（図４、図６参照）。つまり、環状の振動絶縁部材１は、ホイール側当接面２ｆｗにおいてホイール側ハウジング６ｈに当接された外環部２によって、ホイール側ハウジング６ｈに支持される。具体的には、図４、図６に示されるように、外環部２は、ホイール側ハウジング６ｈに対して、ボルト６７によって固定されても良い。図３〜図６に示される実施形態では、図示されるように、外環部２は、上記のボルト６７が挿通可能なボルト孔を有するフランジ部１５を、その外周側の全周に有しており（図３、図５Ａ参照）、ホイール側ハウジング６ｈの有する密封部材６４（後述）に当接した状態でボルト６７によってホイール側ハウジング６ｈに固定されている。
【００４５】
内環部３は、例えば円環状など、環状（筒状）の形状を有しており、外環部２に対して隙間Ｓを有した状態で外環部２の内側に設けられる。この隙間Ｓは、内環部３の外周側の全周と、外環部の内周側の全周との間に設けられる。つまり、内環部３は外環部２に直接接続されておらず、後述する柔支持部４を介して、内環部３は外環部２に接続される（図３、図５Ａ〜図５Ｂ参照）。また、内環部３は、ベアリングハウジング５２に当接するよう構成されるベアリング側当接面３ｆｂを有する。図３〜図６に示される実施形態では、図４、図６に示されるように、ベアリングハウジング５２の軸方向の端部は、環状の内環部３の中央の空間（中央空間３ｓ）に挿通される挿通部５２ｉと、挿通部５２ｉよりも径が大きいフランジ部５２ｆとを有している。そして、ベアリングハウジング５２の挿通部５２ｉが内環部３の中央空間３ｓに挿通されると、内環部３のベアリング側当接面３ｆｂとベアリングハウジング５２のフランジ部５２ｆとが当接する。この状態で、内環部３は、カートリッジ５を支持する。
【００４６】
柔支持部４は、外環部２と内環部３との間において外環部２と内環部３とを接続すると共に、弾性変形可能に構成される。より具体的には、図４、図６に示されるようにカートリッジ５とホイール側ハウジング６ｈとが上記の当接面（ホイール側当接面２ｆｗ、ベアリング側当接面３ｆｂ）で当接した状態において、上述した支持機構によって軸方向に押圧力が加えられる。これによって、カートリッジ５は、軸方向で対面しているホイール側ハウジング６ｈの側（ホイール側Ｄｗ）に押され、逆に、ホイール側ハウジング６ｈは軸方向で対面しているカートリッジ５の側（カートリッジ側Ｄｃ）に押圧された状態（以下、適宜、支持状態という。）となる。このように、ホイール側ハウジング６ｈに当接する外環部２とカートリッジ５に当接する内環部３とが軸方向で互いに反対側に押圧（クランプ）されることによって、この押圧力（クランプ力）の大きさによって柔支持部４は軸方向に変形すると共に、逆に、この押圧力が取り除かれると、押圧力が加えられていない初期状態に戻る（弾性変形）。
【００４７】
また、柔支持部４は、後述するように、回転軸５１ｒの径方向（以下、単に、径方向という。）にも弾性変形が可能であり、振動に対して柔支持部４が径方向や軸方向に弾性変形する。これによって、柔支持部４は、ホイール側ハウジング６ｈを介して外環部２に伝達されたアンバランス検出装置６側からの振動を低減（減衰）させる。また、ベアリングハウジング５２を介して内環部３に伝達された、主に回転体５１のアンバランスにより生じる回転時の振動を減衰（低減）させる。
【００４８】
上述した外環部２、内環部３および柔支持部４の各々は、図１〜図６に示される実施形態では、金属で製造されている。例えば、振動絶縁部材１は、鋳造、あるいは、１つの板状の金属材料を切削加工（ワイヤカットなど）することにより、製造されても良い。振動絶縁部材１は、支持状態において大きな力が軸方向に加えられるので、その押圧力に耐えるのに金属製が適している。また、これによって、例えば樹脂製やゴム製の物に比べて、耐久性に優れたものとなる。ただし、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、外環部２、内環部３および柔支持部４の少なくとも一つは、耐熱樹脂やゴムなど、金属ではない材料から製造されても良い。
【００４９】
こうした構成を有する振動絶縁部材１によって、カートリッジ５は、ホイール側ハウジング６ｈとは直接接触せずに、振動絶縁部材１に接触した状態で、振動絶縁部材１を介して支持機構によって支持される。換言すれば、カートリッジ５は振動絶縁部材１を介してのみ支持機構に支持される。そして、カートリッジ５が支持状態において、上述したように、アンバランス検出作業のためにカートリッジ５の内部の回転体５１が回転された際に、回転体５１のアンバランスに起因した振動が生じた場合には、その振動は、ベアリング５２ｂを支持するベアリングハウジング５２から、これに当接する内環部３に伝達される。そして、内環部３に伝達された振動は、柔支持部４を経て、外環部２、ホイール側ハウジング６ｈの順に伝わろうとする。また、アンバランス検出装置６側で生じた振動は、ホイール側ハウジング６ｈから外環部２に伝達され、柔支持部４を経て、内環部３、カートリッジ５（ベアリングハウジング５２）に伝わろうとする。
【００５０】
ところが、外環部２と内環部３とは弾性変形可能な柔支持部４によって接続されているので、伝達されてくる振動に対して柔支持部４が径方向あるいは軸方向に弾性変形することにより、外環部２から内環部３、あるいは、内環部３から外環部２へ向かう振動を十分に減衰（低減）させることができる。これにより、カートリッジ５とホイール側ハウジング６ｈとの間の振動的な絶縁（伝達される振動の低減）を行うことができる。また、上記の構成を有する振動絶縁部材１は、例えばゴムなどの弾性率の低い材料を用いずとも、十分な減衰効果を有する。このため、振動絶縁部材１を例えば金属などの高い強度を有する部材によって製造することにより、耐久性に優れた振動絶縁部材１を提供することができる。
【００５１】
次に、上述した振動絶縁部材１が備える柔支持部４の具体的な構造に関する実施形態について、図３〜図６を用いて説明する。
なお、図３〜図４が環状板バネ部４１に関する実施形態であり、図５Ａ〜図６が波状の波状板バネ部４５に関する実施形態となる。
【００５２】
幾つかの実施形態では、図３〜図４に示されるように、上述した振動絶縁部材１の柔支持部４は、外環部２と内環部３との間に形成された上述の隙間Ｓに設けられた環状の環状板バネ部４１と、環状板バネ部４１の一部と外環部２とを接続した外環側接続部４２と、外環側接続部４２が接続された環状板バネ部４１の部分とは周方向で異なる部分において、環状板バネ部４１の一部と内環部３とを接続した内環側接続部４３と、からなる。図３〜図４に示される実施形態では、上述したように、外環部２はホイール側ハウジング６ｈに支持されており、環状板バネ部４１は、外環側接続部４２を介して外環部２に支持されると共に、内環側接続部４３を介して内環部３を支持する。
【００５３】
より詳細には、図３に示されるように、環状板バネ部４１は、外環側接続部４２および内環側接続部４３との接続部を除き、外環部２に対して外側隙間Ｓ１を有した状態で、かつ、内環部３に対して内側隙間Ｓ２を有した状態で、外環部２と内環部３との間の隙間Ｓに設けられている。換言すれば、環状の部材上に定義した外環部２および内環部３との間に、外側隙間Ｓ１および内側隙間Ｓ２が形成されていることで、その部分の剛性を低下させ、外側隙間Ｓ１および内側隙間Ｓ２との間の部分（環状板バネ部４１）での弾性変形を可能にしている。そして、環状板バネ部４１は、外環部２から内環部３に向かう振動、あるいは、内環部３から外環部２に向かう振動に対して、振動を減衰（低減）するよう径方向や軸方向に弾性的に変位し、振動の絶縁を行う。この際、外側隙間Ｓ１および内側隙間Ｓ２が存在することによって、弾性変形時において環状板バネ部４１が外環部２や内環部３へ衝突するのが回避され、振動の十分な低減が可能となる。
【００５４】
上記の構成によれば、外環部２と内環部３とを相互に接続する環状板バネ部４１によって、弾性変形可能な柔支持部４を形成することができる。
【００５５】
上述した実施形態において、幾つかの実施形態では、図３に示されるように、上述した外環側接続部４２および内環側接続部４３は、内環部３の中心Ｏを通る同一の第１直線Ｌａ上にそれぞれ位置していても良い。図３〜図４に示される実施形態では、円環状（筒状）に形成された外環部２、内環部３、および、柔支持部４の各々の中心Ｏは全て同じとなっている。また、外環側接続部４２および内環側接続部４３は、上記の第１直線Ｌａが、回転軸５１ｒの周方向（以下、単に、周方向という。）における外環側接続部４２の中央と、周方向における内環側接続部４３の中央とを通るように、配置されている。換言すれば、外環側接続部４２および内環側接続部４３は、互いに、中心Ｏを挟んで１８０度反対側に設けられている。
【００５６】
上述したように、ベアリングハウジング５２に対してホイール側ハウジング６ｈが軸方向に押し付けられることで、外環側接続部４２および内環側接続部４３を介して環状板バネ部４１に押圧力が加わるところ、上述した配置により、この軸方向の押圧力の環状板バネ部４１の全周への均等な分散を図ることができる。これによって、環状板バネ部４１に伝達されてくる振動に対して、外環側接続部４２および内環側接続部４３が第１直線Ｌａ上に位置していない場合よりも、環状板バネ部４１がその全周の各々の部分において軸方向や径方向に柔軟に弾性変形することができ、より効果的に振動の絶縁を行うことが可能となる。
【００５７】
上記の構成によれば、外環側接続部４２および内環側接続部４３は、内環部３の中心Ｏを通る同一の第１直線Ｌａ上にそれぞれ位置することにより、ベアリングハウジング５２をホイール側ハウジング６ｈに押し付ける押圧力に対する適切な耐久性を確保しつつ、環状板バネ部４１に伝達されてくる振動に対する適切な振動絶縁を行うことが可能な振動絶縁部材１を提供することができる。
なお、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、外環側接続部４２および内環側接続部４３が、第１直線Ｌａ上にそれぞれ位置していなくても良い。
【００５８】
また、上述した実施形態において、幾つかの実施形態では、図３に示されるように、内環部３の中心Ｏと内環側接続部４３の周方向における一端とを通る一端側直線Ｌｂと、内環部３の中心Ｏと内環側接続部４３の周方向における他端とを通る他端側直線Ｌｃとがなす角度θは、３０度以上９０度以下（３０度≦θ≦９０度）であっても良い。上述したように、内環側接続部４３は、内環部３の外周および環状板バネ部４１の内周の一部に設けられているところ、内環側接続部４３は、中心Ｏの３０度以上９０度以下の範囲に収まるような周方向の長さを有するように形成される。図３〜図４に示される実施形態では、図３に示されるように、上記の角度θは６０度どなっている（θ＝６０度）。また、外環側接続部４２も、内環側接続部４３と同様な周方向の長さを有している。ただし、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、外環側接続部４２と内環側接続部４３とは、互いに異なる周方向の長さを有していても良い。
【００５９】
上記の構成によれば、外環側接続部４２および内環側接続部４３において、ベアリングハウジング５２をホイール側ハウジング６ｈに押し付ける押圧力に対する適切な耐久性を確保することができる。
なお、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、一端側直線Ｌｂと他端側直線Ｌｃとがなす角θは、３０度よりも小さくても良いし、あるいは、９０度よりも大きくても良い。
【００６０】
また、幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図６に示されるように、柔支持部４は、外環部２と内環部３との間に形成された上述の隙間Ｓに設けられた、径方向に沿って波状に折り返されてなる要素波状板バネ部４６を含む複数の波状板バネ部４５を有する。図５Ａ〜図６示される実施形態では、上述したように、外環部２はホイール側ハウジング６ｈに支持されており、複数の波状板バネ部４５の各々は、径方向の一端が外環部２に接続されることによって外環部２に支持されると共に、径方向の他端が内環部３に接続されることによって内環部３を支持する。
【００６１】
より詳細には、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、波状板バネ部４５（要素波状板バネ部４６）の上述した波状に折り返された構造（波状のバネ構造）における、折り返しの内側（角度が小さい側）には波間隙間Ｓ４が形成される。換言すれば、この波状のバネ構造により形成される上記の波間隙間Ｓ４によって、外環部２と内環部３とを接続する波状板バネ部４５の剛性を低下させ、波状板バネ部４５を弾性変形可能に構成している。そして、複数の波状板バネ部４５の各々は、外環部２から内環部３に向かう振動、あるいは、内環部３から外環部２に向かう振動に対して、波間隙間Ｓ４を利用して振動を減衰（低減）するよう径方向や軸方向に弾性的に変位し、振動の絶縁を行う。
【００６２】
上記の構成によれば、外環部２と内環部３とを接続する波状の要素波状板バネ部３６を含む複数の波状板バネ部４５によって、弾性変形可能な柔支持部４を形成することができる。また、上述したような柔支持部４が環状板バネ部４１を有する実施形態に比べて、構造が複雑になるが、軸方向への押圧力（クランプ力）に対する耐久性および振動絶縁性がより向上された振動絶縁部材１を提供することができる。
【００６３】
上述した実施形態において、幾つかの実施形態では、図５Ａに示されるように、複数の波状板バネ部４５は、外環部２と内環部３との間に形成された上述の隙間Ｓおいて、周方向に沿って等間隔に設けられていても良い。換言すれば、複数の波状板バネ部３５の各々と、その各々の両側にそれぞれ位置する他の波状板バネ部３５とは、それぞれ所定の間隔を開けて配置される。図５Ａ〜図６に示される実施形態では、複数の波状板バネ部４５の数は４であり、この４つの波状板バネ部４５が、外環部２および内環部３の周囲において互いに離間した状態で、等間隔（つまり９０度間隔）で設けられている。４つの波状板バネ部４５を９０度間隔で設けることで、環状の外環部２の全周あるいは内環部３の全周から波状板バネ部４５に向けて伝達される振動に対する耐久性を確保している。ただし、本実施形態に本発明は限定されず、複数の波状板バネ部４５の数は２以上であれば良く、３や、５以上であっても良い。波状板バネ部４５の数は、振動絶縁部材１の軸方向の押圧力や振動の大きさに応じて決定しても良い。
【００６４】
上述したように、ベアリングハウジング５２に対してホイール側ハウジング６ｈが軸方向に押し付けられることで、複数の波状板バネ部４５の各々に押圧力が加わるところ、複数の波状板バネ部４５を等間隔に配置することにより、この軸方向の押圧力の複数の波状板バネ部４５の各々への均等な分散を図ることができる。これによって、複数の波状板バネ部４５に伝達されてくる振動に対して、複数の波状板バネ部４５の各々が等間隔に設けられていない場合よりも、複数の波状板バネ部４５の各々が軸方向や径方向に柔軟に弾性変形することができ、より効果的に振動の絶縁を行うことが可能となる。
【００６５】
上記の構成によれば、複数の波状板バネ部４５が等間隔に設けられることで、軸方向に加えられる押圧力を複数の波状板バネ部４５に均等に分散することができる。これによって、上記の押圧力が複数の波状板バネ部４５の一部に偏るような事態を防止し、振動絶縁部材１の耐久性を適切に確保しつつ、複数の波状板バネ部４５の各々に伝達されてくる振動に対する適切な振動絶縁を行うことが可能な振動絶縁部材１を提供することができる。
【００６６】
ここで、本発明者らは、外環部２と内環部３との間に形成される限られた空間（隙間Ｓ）において、例えば等間隔で設けられる波状のバネ構造（要素波状板バネ部４６）の数が多いほど、また、波状のバネ構造における波状の折り返し数が多いほど、支持状態における押圧力に対する耐久性および振動絶縁性を向上できることを、数値解析を通して見出した。ただし、例えば、等間隔で設けられる複数の波状板バネ部４５の各々を多くし過ぎると、これに伴って外環部２と内環部３との間の隙間Ｓが少なくなり、柔支持部４の柔軟性が低下される恐れがある。
【００６７】
そこで、上述した実施形態において、幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、複数の波状板バネ部４５の各々は、互いに隣接する複数の要素波状板バネ部４６を有していても良い。すなわち、本実施形態では、複数の波状板バネ部４５の数を増やすのではなく、複数の波状板バネ部４５の各々が複数の要素波状板バネ部４６を含むことによって、波状のばね構造を増やしている。この場合、図５Ａに示されるように、複数の波状板バネ部４５の各々において隣接して設けられる要素波状板バネ部４６の間の周方向に沿った距離は、隣接する波状板バネ部４５の間の周方向に沿った距離よりも短くなる。なお、要素波状板バネ部４６の数は、振動絶縁部材１の軸方向の押圧力や振動の大きさに応じて決定しても良い。
【００６８】
例えば、幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、複数の波状板バネ部４５の数は４であり、要素波状板バネ部４６の数は２であっても良い。つまり、図５Ａ〜図５Ｂに示される実施形態では、複数の波状板バネ部４５の各々は、互いに隣接する２つの要素波状板バネ部４６を含んでいる。これによって、柔支持部４は合計で８の波状のバネ構造を有しており、複数の波状板バネ部４５の各々が１つの要素波状板バネ部４６を有している場合に比べて、波状のバネ構造（要素波状板バネ部４６）の数が２倍となっている。ただし、本実施形態に本発明は限定されず、他の幾つかの実施形態では、複数の波状板バネ部４５の各々は２以上の要素波状板バネ部４６を有していれば良い。つまり、複数の波状板バネ部４５の数をｎとし、その各々における要素波状板バネ部４６の数をｍとすると、ｍ×ｎの波状のバネ構造を設けることができる。
【００６９】
上記の構成によれば、複数の波状板バネ部４５の各々が複数の要素波状板バネ部４６を有することによって、外環部２と内環部３との間に形成される限られた隙間Ｓにより多くの波状のバネ構造を形成することができ、振動絶縁部材１の押圧力に対する適切な耐久性および振動絶縁性を向上することができる。
【００７０】
また、他の幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、要素波状板バネ部４６の数は２であると共に、この２つの要素波状板バネ部４６（４６ａ〜４６ｂ）は、径方向で線対称となる向きで配列されていても良い。具体的には、図５Ｂに示されるように、第１要素波状板バネ部４６ａと第２要素波状板バネ部４６ｂとの間において径方向に引いた対称線Ｌｄに対して、第１要素波状板バネ部４６ａと第２要素波状板バネ部４６ｂとは線対称となっている。このように２つの要素波状板バネ部４６を線対称に配置すると、線対称でない場合に比べて、上述した波間隙間Ｓ４の周方向における最大の長さＷを長くすることができ、振動の絶縁性を向上させることができる。図５Ａ〜図５Ｂに示される実施形態では、各々の要素波状板バネ部４６（４６ａ、４６ｂ）において、その折り返しの内側に形成される波間隙間Ｓ４の周方向における長さを長さＷ１とし、２つの要素波状板バネ部４６が線対称であることにより形成される最大の波間隙間Ｓ４をＷ２とし、２つの要素波状板バネ部４６の間の隙間をＷ３とすると、Ｗ２＝Ｗ１×２＋Ｗ３となる。よって、２つの線対称の要素波状板バネ部４６によって、波間隙間Ｓ４の周方向における最大の長さが大きくなっている（Ｗ２＞Ｗ１）。
【００７１】
上記の構成によれば、径方向に延在する２つの要素波状板バネ部４６（第１要素波状板バネ部４６ａ、第２要素波状板バネ部４６ｂ）を径方向で線対称となる向きで配列することにより、適切な振動絶縁を行うことが可能な振動絶縁部材１を提供することができる。
【００７２】
また、幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、要素波状板バネ部４６は、複数の周方向板部４７と、複数の一端側連結板部４８と、複数の他端側連結板部４９と、からなる。
周方向板部４７は、要素波状板バネ部４６のうちの周方向にそれぞれ延在する部分である。要素波状板バネ部４６は複数の周方向板部４７を有しており、その各々は、径方向において相互に離間して設けられる。
【００７３】
他方、一端側連結板部４８および他端側連結板部４９は、要素波状板バネ部４６のうちの、互いに径方向で離間された複数の周方向板部４７を相互に接続する部分であり、複数の周方向板部４７の各々が一端側連結板部４８あるいは他端側連結板部４９で接続されることで、全体として波状の構造が形成される。
【００７４】
例えば、外環部２の側から数えて３番目の周方向板部４７ｃを連続する３つの周方向板部４７（４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ）における中央のものとして見た場合を例に説明すると、３番目の周方向板部４７ｃには、径方向の外環部２側に２番目の周方向板部４７ｂが隣接し、径方向の内環部３側に４番目の周方向板部４７ｄが隣接している。そして、３番目の周方向板部４７ｃの一端側（紙面で左）と、２番目の周方向板部４７ｂの同一側の端部（一端側）とは、径方向に延在する第１一端側連結板部４８ａによって相互に接続されている。他方、３番目の周方向板部４７ｃの他端側（紙面で右）と、４番目の周方向板部４７ｄの同一側の端部（他端側）とは、径方向に延在する第２他端側連結板部４９ｂによって相互に接続されている。同様に、例えば、４番目の周方向板部４７ｄを相対的に中央にあるものとしてみると、上述の通り、４番目の周方向板部４７ｄの他端側（紙面で右）は、第２他端側連結板部４９ｂによって３番目の周方向板部４７ｃの他端側と接続され、かつ、その一端側（紙面で左）は、第２一端側連結板部４８ｂによって５番目の周方向板部４７ｅの同一の端部（紙面で左）に接続されている。このような繰り返しにより、波状のバネ構造が形成されている。
【００７５】
例えば、幾つかの実施形態では、図５Ａ〜図５Ｂに示されるように、周方向板部４７の数は３以上かつ奇数となっていても良い。このように周方向板部４７の数が奇数であるため、互いに線対称な２つの要素波状板バネ部４６は、外環部２との接続部４ａに対して一ヶ所で接続されており、他方、内環部３との接続部４ｂには、各々の要素波状板バネ部４６がそれぞれ接続されることで、２ヶ所で接続されている。
【００７６】
上記の構成によれば、押圧力に対する耐久性および振動絶縁性を適切に有する振動絶縁部材１を提供することができる。また、周方向板部４７の数を奇数にすることで、一端側連結板部４８と他端側連結板部４９の数が同数になるため、周方向板部４７における一端側の弾性力と他端側の弾性力とを均等にすることができる。
【００７７】
なお、複数の周方向板部４７の各々の端部同士が直接接続されることにより、ジグザグ状の波状の折り返しが形成されていても良い。換言すれば、この場合の一端側連結板部４８および他端側連結板部４９は複数の周方向板部４７の板厚によって形成されることになる。
【００７８】
次に、上述した振動絶縁部材１をアンバランス検出装置６に設置する際に用いられる密封部材６４について説明する。
幾つかの実施形態では、図４、図６に示されるように、外環部２のホイール側当接面２ｆｗは、ホイール側ハウジング６ｈの内側の空気が、外環部２と内環部３との間に形成された隙間Ｓを介して流出するのを防止するための密封部材６４に当接するよう構成される。この密封部材６４は、ホイール側ハウジング６ｈの一部を構成しており、図３〜図６に示される実施形態では、ホイール側ハウジング６ｈの本体にボルト６７で取り付けるようになっている。より具体的には、外環部２のホイール側当接面２ｆｗと密封部材６４の軸方向のカートリッジ側Ｄｃの面とが当接し、かつ、密封部材６４の軸方向のホイール側Ｄｗの面とホイール側ハウジング６ｈの本体の面とが当接した状態で、これらを軸方向に貫通するボルト６７によって固定されている。また、これによって、外環部２のフランジ部１５と共に、密封部材６４（後述）がホイール側ハウジング６ｈに固定されている。
【００７９】
上記の密封部材６４の役割について説明すると、上述したように、振動絶縁部材１は、外環部２と内環部３との間に形成される隙間Ｓや、外側隙間Ｓ１、内側隙間Ｓ２、波間隙間Ｓ４を有しており、これらを介して、振動絶縁部材１の両側（ホイール側Ｄｗとカートリッジ側Ｄｃ）は連通している。したがって、振動絶縁部材１を介してホイール側ハウジング６ｈでカートリッジ５を支持した際には、振動絶縁部材１の上記の隙間Ｓなどを介して、振動絶縁部材１のホイール側Ｄｗとカートリッジ側Ｄｃとは連通する。このため、アンバランス検出作業においてホイールを回転させるために、ホイール側ハウジング６ｈの内部に空気（回転用空気）を供給しても、上述した隙間Ｓ等を介して回転用空気が外部に流出するため、適切な作業が困難となる。このため、図４、図６に示されるように、外環部２、内環部３、柔支持部４のホイール側Ｄｗには密封部材６４が設置されている。
【００８０】
また、密封部材６４は環状の形状を有している。図４、図６に示される実施形態では、密封部材６４は、振動絶縁部材１の形状に合わせて円環状の形状を有しており、上述したようにホイール側ハウジング６ｈ側に設置されている。そして、密封部材６４の円環状の内周部は、その軸方向のカートリッジ側Ｄｃの面に第１シールゴム６６ａが設置されており、この第１シールゴム６６ａを介して密封部材６４は内環部３に接続されている。これによって、ホイール側ハウジング６ｈの内側の空気が密封部材６４と内環部３との間から外部に流出するのを防止している。他方、密封部材６４の外周部は、その軸方向のホイール側Ｄｗの面に第２シールゴム６６ｂが設置されており、この第２シールゴム６６ｂを介して密封部材６４はホイール側ハウジング６ｈに接続されておいる。これによって、ホイール側ハウジング６ｈの内側の空気が密封部材６４とホイール側ハウジング６ｈとの間から外部に流出するのを防止している。
【００８１】
なお、図４、図６に示される実施形態では、環状の密封部材６４の中央の空間には、環状（円環状）のバックプレート６５が設置されており、密封部材６４の内周部側の第１シールゴム６６ａおよび密封部材６４に当接している。これによって、密封部材６４を有するホイール側ハウジング６ｈの軸方向のカートリッジ側Ｄｃの開口は、バックプレート６５、カートリッジ５の挿通部５２ｉ、内環部３、第１シールゴム６６ａによって閉じられており、ホイール側ハウジング６ｈの内部からの空気の流出が防止されている。
【００８２】
上記の構成によれば、振動絶縁部材１は外環部２と内環部３との間に形成される隙間Ｓを有するところ、密封部材６４によって、ホイール側ハウジング６ｈの内側の空気が上記の隙間Ｓを介して外部に流出するのを防止することができる。これによって、カートリッジ５の回転体５１のアンバランス検出作業において、ホイール側ハウジング６ｈの内部の回転体５１を回転させるためにその内部に供給された回転用空気が、振動絶縁部材１の有する上記の隙間Ｓを介して外部に流出するのを防止することができるので、アンバランス検出作業を適切に行うことができる。
【００８３】
以下、上述した実施形態において、内環部３および柔支持部４の各々と密封部材６４との間にそれぞれ間隙Ｇを形成した実施形態について、図４、図６を用いて説明する。
幾つかの実施形態では、図４、図６に示されるように、ベアリングハウジング５２に対してホイール側ハウジング６ｈが軸方向に押し付けられた状態（支持状態）において、内環部３および柔支持部４の各々と密封部材６４との間には、それぞれ間隙Ｇが形成されるように構成されても良い。換言すれば、支持状態において、密封部材６４と内環部３との間は距離ｈ１だけ離間されており、密封部材６４と柔支持部４との間は距離ｈ２だけ離間されている。このため、密封部材６４および内環部３、密封部材６４および柔支持部４とは、当接していない。このように間隙Ｇを設けることで、振動によって柔支持部４や内環部３が外環部２に対して大きく変位した場合であっても、柔支持部４や内環部３が密封部材６４に接触しないようにしている。なお、上記の距離ｈ１と距離ｈ２は同じであっても良いし（ｈ１＝ｈ２）、異なっていても良い（ｈ１≠ｈ２）。
【００８４】
上記の構成によれば、密封部材６４と内環部３との間、および、密封部材６４と柔支持部４との間に形成される上記の間隙Ｇによって、内環部３や柔支持部４が振動などによって弾性変形した際に、密封部材６４と接触するのを防止し、適切な振動絶縁を行うことができる。また、これによって、振動絶縁部材１や密封部材６４の破損を防止し、振動絶縁部材１の耐久性を確保することができる。
【００８５】
また、幾つかの実施形態では、図４、図６に示されるように、外環部２のホイール側当接面２ｆｗは、ベアリングハウジング５２に対してホイール側ハウジング６ｈが軸方向に押し付けられる前の状態（つまり、初期状態）において、内環部３および柔支持部４よりも径方向でホイール側Ｄｗに位置するよう構成されている。つまり、初期状態において、外環部２のホイール側当接面２ｆｗは、この面と同じ側の内環部３の端面（ホイール側端面３ｆｗ）からホイール側Ｄｗに向けて突出している。これによって、外環部２のホイール側当接面２ｆｗと、内環部３のホイール側端面３ｆｗとの距離は、上述した距離ｈ２以上となっている。これによって、支持状態における押圧力によって、内環部３および柔支持部４が軸方向で変位した場合でも、内環部３および柔支持部４の各々と密封部材６４との間に間隙Ｇを形成することができる。
【００８６】
上記の構成によれば、振動絶縁部材１は、ベアリングハウジング５２に対してホイール側ハウジング６ｈが軸方向に押し付けられることによって、ベアリングハウジング５２側に当接する内環部３がホイール側ハウジング６ｈ側に押圧された際に、内環部３のベアリング側当接面３ｆｂとは反対側となる端部（ホイール側端面３ｆｗ）が、密封部材６４などのホイール側ハウジング６ｈ側に物理的に干渉するような事態を防止することができる。つまり、支持状態において、上記の間隙Ｇを形成することができる。
【００８７】
この際、幾つかの実施形態では、図４、図６に示されるように、内環部３のベアリング側当接面３ｆｂは、ベアリングハウジング５２に対してホイール側ハウジング６ｈが軸方向に押し付けられる前の状態（つまり、初期状態）において、外環部２および柔支持部４よりも径方向でカートリッジ側Ｄｃに位置していても良い。具体的には、図４、図６に示されるように、内環部３のベアリング側当接面３ｆｂは、初期状態において、この面と同じ側の外環部２の端面（ベアリング側端面２ｆｂ）からカートリッジ側Ｄｃに向けて突出している。これによって、内環部３のベアリング側当接面３ｆｂと、外環部２のベアリング側端面２ｆｂとの距離は距離ｈ３となっている。また、内環部３の軸方向の長さＬ１は、外環部２の軸方向の長さＬ２と上記の軸方向の距離ｈ３を足した長さよりも、短い（Ｌ１＋ｈ３＜Ｌ２）。これによって、支持状態における押圧力によって、内環部３および柔支持部４が軸方向で変位した場合でも、内環部３および柔支持部４の各々と密封部材６４との間に間隙Ｇを形成することができる。
【００８８】
上記の構成によれば、振動絶縁部材１は、ベアリングハウジング５２に対してホイール側ハウジング６ｈが軸方向に押し付けられることによって、ベアリングハウジング５２側に当接する内環部３がホイール側ハウジング６ｈ側に押圧された際に、内環部３のベアリング側当接面３ｆｂとは反対側となる端部が、ホイール側ハウジング６ｈに物理的に干渉するような事態を防止することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１        振動絶縁部材
１５      振動絶縁部材のフランジ部
２        外環部
２ｆｂ    ベアリング側端面
２ｆｗ    ホイール側当接面
３ｆｂ    ベアリング側当接面
３        内環部
３ｆｗ    ホイール側端面
３ｓ      中央空間
４        柔支持部
４ａ      外環部との接続部
４ｂ      内環部との接続部
４１      環状板バネ部
４２      外環側接続部
４３      内環側接続部
４５      波状板バネ部
４６      要素波状板バネ部
４６ａ    第１要素波状板バネ部
４６ｂ    第２要素波状板バネ部
４７      周方向板部
４８      一端側連結板部
４８ａ    第１一端側連結板部
４８ｂ    第２一端側連結板部
４９      他端側連結板部
４９ａ    第１他端側連結板部
４９ｂ    第２他端側連結板部
５        カートリッジ
５１      回転体
５１ｒ    回転軸
５２      ベアリングハウジング
５２ｂ    ベアリング
５２ｉ    挿通部
５２ｆ    ベアリングハウジングのフランジ部
５３      タービンホイール
５４      コンプレッサホイール
５７      給油口
６        アンバランス検出装置
６ｃ      コンプレッサ側ハウジング部材
６ｈ      ホイール側ハウジング
６ｔ      タービン側ハウジング部材
６１      コンプレッサ側支持機構
６２      タービン側支持機構
６４      密封部材
６５      バックプレート
６６ａ    第１シールゴム
６６ｂ    第２シールゴム
６７      ボルト
７１      押圧装置
７２      押圧ロッド
７３      ピストン装置
７４      連結部材
７５      空気供給配管
７６      送風機
７７      給油配管
７８      支持アーム
８        装置側振動絶縁部材
９        振動センサ
Ｏ        中心
Ｓ        隙間
Ｓ１      外側隙間
Ｓ２      内側隙間
Ｓ４      波間隙間
Ｗ        波間隙間の軸方向の長さ
Ｌａ      第１直線
Ｌｂ      一端側直線
Ｌｃ      他端側直線
Ｌｄ      対称線
Ｇ        間隙
ｈ        軸方向の距離
ｈ１      密封部材と内環部との間の距離
ｈ２      密封部材と柔支持部との間の距離
Ｌ１      内環部の軸方向の長さ
Ｌ２      外環部の軸方向の長さ
Ｄｃ      カートリッジ側（軸方向）
Ｄｗ      ホイール側（軸方向）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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