(57)【要約】【課題】回転体における回転軸部の一端を確実に着磁するとともに、被締結部材の着磁を低減し、また、被締結部材が締結部材で締結された回転軸部の一端が確実に着磁されるとともに、締結部材の着磁が低減される。【解決手段】回転軸部２０４の一端にコンプレッサインペラ２０８がナット２１０により締結される回転体２１４における回転軸部２０４の一端を着磁する着磁装置３００であって、向きが相互に反対となる磁場を着磁面３０２ａから発生させる着磁器３０２と、着磁器３０２の着磁面３０２ａに載置され、回転軸部２０４の一端の外径より大きく、かつ、ナット２１０の外径より小さい径の貫通孔３０４ｃが設けられ、着磁器３０２により回転軸部２０４の一端が着磁される際、着磁器３０２により発生される向きが相互に反対となる磁場が回転軸部２０４の一端に到達するように貫通孔３０４ｃに回転軸部２０４の一端が挿入されるシールド部３０４とを備える。【選択図】図３
2015068694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸部の一端に被締結部材が締結部材により締結される回転体における該回転軸部の一端を着磁する着磁装置であって、
向きが相互に反対となる磁場を発生させる着磁器と、
前記着磁器の着磁面に載置され、前記回転軸部の一端の外径より大きく、かつ、前記締結部材の外径より小さい径の貫通孔が設けられ、該着磁器により該回転軸部の一端が着磁される際、該着磁器により発生される向きが相互に反対となる磁場が該回転軸部の一端に到達するように該貫通孔に該回転軸部の一端が挿入されるシールド部と
を備えることを特徴とする着磁装置。
【請求項２】
磁性体により形成される回転軸部と、
前記回転軸部に締結される被締結部材と、
非磁性体により形成され、前記被締結部材を前記回転軸部の一端に締結する締結部材と
を備え、
前記回転軸部の一端が着磁器により着磁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、被締結部材が締結部材で締結された回転軸部の一端を着磁する着磁装置、および、被締結部材が締結部材で締結された回転軸部の一端が着磁される回転体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転軸部の一端に対してコンプレッサインペラ（被締結部材）をナット（締結部材）で締結させた回転体を有する過給機においては、回転体におけるアンバランスが大きいと、回転体がその回転に伴って振動過大となり、回転体の周りのハウジングの振動やそれにともなう騒音等が生じるおそれがある。
【０００３】
そのため、過給機における回転体のアンバランスを導出し、導出したアンバランスが大きい場合は、ナットやコンプレッサインペラをバランス修正加工することにより、回転体のバランスを修正する作業を施している。
【０００４】
そして、アンバランスを導出する際、回転体における回転軸部やナットを予め着磁装置で着磁しておき、回転体を回転させ、回転軸部やナットによって生じる磁場を検出するとともに回転体の振動を計測し、検出した磁場に基づいて回転体の回転角を導出した後、導出した回転角と計測した振動とに基づいてアンバランスを導出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５８００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ナットが鉄などの磁性体により形成されている場合、コンプレッサインペラがナットで締結された回転軸部の一端を着磁しようとする際に、ナットを着磁することなく回転軸部の一端のみを着磁することは困難である。
【０００７】
このような場合、ナットを加工することによってバランスを修正する方法では、着磁されたナットの磁場がバランス修正加工により変化することが起こり得る。ナットの磁場が変化すると、再度の磁場の検出の際に、回転体によって生じる磁場の原点角度にずれが生じ、回転角を正確に導出することができなくなるといった問題があった。回転角を正確に導出することができなくなると、回転体のバランス修正も精度よく行うことができなくなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、回転軸部の一端を確実に着磁するとともに、回転軸部の一端に被締結部材を締結する締結部材の着磁を低減することを目的とする着磁装置および回転体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するために、本発明の着磁装置は、回転軸部の一端に被締結部材が締結部材により締結される回転体における該回転軸部の一端を着磁する着磁装置であって、向きが相互に反対となる磁場を発生させる着磁器と、前記着磁器の着磁面に載置され、前記回転軸部の一端の外径より大きく、かつ、締結部材の外径より小さい径の貫通孔が設けられ、前記着磁器により前記回転軸部の一端が着磁される際、該着磁器により発生される向きが相互に反対となる磁場が該回転軸部の一端に到達するように該貫通孔に該回転軸部の一端が挿入されるシールド部とを備える。
【００１０】
また、本発明の回転体は、磁性体により形成される回転軸部と、前記回転軸部に締結される被締結部材と、非磁性体により形成され、前記被締結部材を前記回転軸部の一端に締結する締結部材とを備え、前記回転軸部の一端が着磁器により着磁される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、回転軸部の一端を確実に着磁するとともに、回転軸部の一端に被締結部材を締結する締結部材の着磁を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】バランス修正装置の構成を示した概略図である。
【図２】着磁装置の構成を示した図である。
【図３】回転体および着磁装置の間で形成される磁力線を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
（バランス修正装置１００）
図１は、バランス修正装置１００の構成を示した概略図である。図１に示すように、バランス修正装置１００は、過給機２００における回転体２１４のアンバランスを修正する。
【００１５】
過給機２００は、ベアリングハウジング２０２、回転軸部２０４、タービンインペラ２０６、コンプレッサインペラ２０８、ナット２１０、軸受２１２を含む構成とされる。ベアリングハウジング２０２は、貫通する軸受孔２０２ａが形成されており、この軸受孔２０２ａに設けられた軸受２１２によって、回転軸部２０４を回転自在に軸支する。
【００１６】
回転軸部２０４は、鉄などの磁性体により形成され、一端（図中右端）にコンプレッサインペラ２０８がナット２１０による締結力で締結され、コンプレッサインペラ２０８がナット２１０により締結された状態で、先端がナット２１０より突出している。また、回転軸部２０４は、他端（図中左端）にタービンインペラ２０６が溶接等により一体的に固定される。よって、回転軸部２０４、タービンインペラ２０６、コンプレッサインペラ２０８およびナット２１０は、回転体２１４として一体となって回転する。ナット２１０は、鉄などの磁性体、または、ステンレスなどの非磁性体により形成される。
【００１７】
回転体２１４は、回転軸部２０４の一端にコンプレッサインペラ２０８がナット２１０で締結された後、回転軸部２０４のコンプレッサインペラ２０８側の一端が、後述する着磁装置３００（図２参照）により、中心軸と垂直な平面で磁性が異なるように着磁される。
【００１８】
なお、過給機２００は、バランスが修正された後、タービンインペラ２０６がタービンハウジングにより覆われるとともに、コンプレッサインペラ２０８がコンプレッサハウジングにより覆われる。
【００１９】
バランス修正装置１００は、支持体１１０、加速度センサ１２０、磁気センサ装置１３０、制御部１４０、切削装置１５０、気体供給装置１６０を含む構成とされる。
【００２０】
支持体１１０は、内部に空間１１２が形成され、空間１１２内にタービンインペラ２０６が位置するようにして過給機２００を支持する。また、支持体１１０は、タービンインペラ２０６を回転駆動する流体を流す流路１１４、１１６が空間１１２に連通される。バランス修正装置１００では、気体供給装置１６０から流路１１６を介して空間１１２内に気体が流入されて流路１１４から外部に排出される（図中、白抜き矢印）。このとき、流路１１６から流入された気体がタービンインペラ２０６の翼間を流通する過程でタービンインペラ２０６を回転させ、回転体２１４を回転させる。
【００２１】
加速度センサ１２０は、支持体１１０に取り付けられ、回転体２１４が回転している際の支持体１１０の加速度（振動）を検出し、当該加速度を示す振動信号を制御部１４０に送出する。
【００２２】
磁気センサ装置１３０は、コンプレッサインペラ２０８の近傍に設けられ、少なくとも回転体２１４（回転軸部２０４）の着磁された一端によって生じる磁場の大きさおよび方向を検出し、検出した磁場の大きさおよび方向に基づいて回転体２１４の回転角を導出し、回転角を示す回転角信号を制御部１４０に送出する。なお、回転角は、回転体２１４の所定の位置を原点角度（０度）として１回転することで０度〜３６０度の範囲で変化する。また、磁気センサ装置１３０は、切削装置１５０が回転体２１４を切削する際に、切削装置１５０と干渉しない位置に退避されている。
【００２３】
制御部１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を含むマイクロコンピュータでなり、加速度センサ１２０、磁気センサ装置１３０、切削制御部１５６および気体供給装置１６０と電気的に接続される。制御部１４０は、気体供給装置１６０に対し、回転体２１４が任意の回転数で回転するように気体を流路１１６に流入させる。そして、制御部１４０は、加速度センサ１２０が検出した加速度信号と磁気センサ装置１３０が導出した回転角信号とに基づいて、回転体２１４の回転位置に対する振動を算出する。その後、制御部１４０は、算出した振動に基づき、回転体２１４のアンバランス（切削位置および切削量）を算出し、算出したアンバランスを示すアンバランスデータを切削制御部１５６に送出する。なお、アンバランスの導出については、既存の様々な技術を採用できるため、ここではその説明を省略する。
【００２４】
切削装置１５０は、コンプレッサインペラ２０８およびナット２１０を切削加工する加工具１５２（例えば、エンドミル）と、加工具１５２を３次元的に移動させる駆動機構１５４と、駆動機構１５４の移動を制御する切削制御部１５６とを含んで構成される。加工具１５２は、回転体２１４の回転軸部２０４に対して平行に配置される。切削制御部１５６は、アンバランスデータに基づいて、駆動機構１５４を移動させ、加工具１５２を軸方向に移動させることで回転体２１４におけるナット２１０やコンプレッサインペラ２０８のハブ（翼間領域）を切削させる。
【００２５】
（着磁装置３００）
図２は、着磁装置３００の構成を示した図である。図２に示すように、着磁装置３００は、着磁器３０２およびシールド部３０４を含んで構成される。
【００２６】
着磁器３０２は、内部に設けられたコイルに電流を流すことにより、向きが相互に反対となる磁場を着磁面３０２ａから発生させ、着磁面３０２ａ上に配置または隣接配置された磁性体を発生させた磁場により着磁する。
【００２７】
シールド部３０４は、例えば鉄などの磁性体により形成された円筒部３０４ａおよび板状部３０４ｂにより構成され、着磁面３０２ａ上に載置される。なお、シールド部３０４は、鉄などの強磁性体以外にも、透磁率の大きいパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）などの軟質磁性体により形成されていてもよい。
【００２８】
円筒部３０４ａは、回転軸部２０４の一端（先端）の外径より大きく、かつ、ナット２１０の外径（六角ナットにおける対角距離を直径とした径）より小さい径の丸形状でなる貫通孔３０４ｃを有して筒状に形成される。板状部３０４ｂは、着磁器３０２の着磁面３０２ａの大部分を覆う程度の大きさの板状に形成され、中央に設けられた円筒部３０４ａの外径と同一径の貫通孔に円筒部３０４ａが嵌め込まれている。
【００２９】
着磁装置３００では、回転体２１４を着磁する際、着磁器３０２の着磁面３０２ａから発生した向きが相互に反対となる磁場が回転軸部２０４の一端に到達するように、回転軸部２０４の一端がシールド部３０４の貫通孔３０４ｃに挿入され、回転体２１４が着磁器３０２に対して配置される。なお、実際には、ベアリングハウジング２０２に回転体２１４が軸支されているが、説明の便宜上、ベアリングハウジング２０２については省略し、図２においてもベアリングハウジング２０２を省略する。
【００３０】
着磁装置３００は、回転体２１４が配置された状態で、着磁器３０２のコイルに電流が流されると、向きが相互に反対となる磁場を着磁面３０２ａから発生させる。
【００３１】
図３は、回転体２１４および着磁装置３００の間で形成される磁力線を示した図である。なお、図３中、磁力線を破線で示す。図３に示すように、着磁面３０２ａ上に発生した磁場により形成される磁力線のうち、シールド部３０４の貫通孔３０４ｃ内の中心付近の磁力線は、貫通孔３０４ｃ内を通って回転軸部２０４の一端に伸びる。
【００３２】
一方、着磁面３０２ａ上に発生した磁場により形成される磁力線のうち、シールド部３０４の貫通孔３０４ｃ内の外周付近の磁力線は、磁性体でなるシールド部３０４（円筒部３０４ａ）に伸び、当該シールド部３０４で遮断され、ナット２１０まで伸びることはほとんどない。
【００３３】
よって、着磁装置３００は、回転軸部２０４の一端を着磁器３０２で発生させた磁場により、中心軸と垂直な平面で磁性が異なるように着磁するとともに、ナット２１０が磁性体により形成されている場合であっても、ほとんど着磁することはない。また、着磁装置３００は、ナット２１０が非磁性体により形成されている場合、着磁することはない。なお、着磁面３０２ａ上に発生した磁場のうち、円筒部３０４ａの下方を除く板状部３０４ｂの下方で発生した磁場は、板状部３０４ｂで遮断され、回転軸部２０４の一端およびナット２１０に到達しない。
【００３４】
かくして、バランス修正装置１００では、ナット２１０が磁性体で形成されている場合であっても、着磁装置３００によりナット２１０が着磁されることがほとんどないので、ナット２１０がバランス修正加工されることによる、ナット２１０で発生する磁場の変化もほとんど起こらない。
【００３５】
また、バランス修正装置１００では、ナット２１０が非磁性体により形成されている場合、着磁装置３００によりナット２１０が着磁されることがないので、ナット２１０がバランス修正加工されることによる、ナット２１０で発生する磁場の変化が起こらない。
【００３６】
かくして、バランス修正装置１００では、原点角度の検出にずれが生じることを低減でき、精度よく回転体２１４の回転角を導出することができ、また、回転体２１４のアンバランスを精度よく修正することができる。
【００３７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３８】
なお、上述した実施形態では、回転軸部２０４の一端に、被締結部材としてのコンプレッサインペラ２０８を、締結部材としてのナット２１０で締結するようにしたが、他の被締結部材および締結部材に適応してもよい。
【００３９】
また、上述した実施形態では、シールド部３０４が円筒部３０４ａおよび板状部３０４ｂにより構成されていたが、シールド部３０４は円筒部３０４ａのみで構成されていてもよい。
【００４０】
また、上述した実施形態では、シールド部３０４に設けられる貫通孔３０４ｃは、回転軸部２０４の一端の外径より大きく、かつ、ナット２１０の外径より小さい径の丸形状に形成されるようにした。しかしながら、貫通孔３０４ｃは、着磁器３０２の着磁面３０２ａから発生した向きが相互に反対となる磁場が回転軸部２０４の一端に到達し、かつ、ナット２１０への到達を遮断するような、回転軸部２０４の一端の外径およびナット２１０の外径との径方向の関係を満たすのであれば、楕円形に形成されていてもよく、また、多角形その他の形状に形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、回転軸部の一端を確実に着磁するとともに、回転軸部の一端に被締結部材を締結する締結部材の着磁を低減することを目的とする着磁装置および回転体に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
２０４  回転軸部
２０８  コンプレッサインペラ（被締結部材）
２１０  ナット（締結部材）
２１４  回転体
３００  着磁装置
３０２  着磁器
３０４  シールド部
３０４ｃ  貫通孔
【図１】
2015068694.tif 000003
【図２】
2015068694.tif 000004
【図３】
2015068694.tif 000005